Исследование, проведенное NASA на Международной космической станции, продемонстрировало, что длительное воздействие микрогравитации приводит к значительным изменениям в костной ткани. Согласно результатам, опубликованным в научном журнале PLOS ONE, наблюдается существенная и возможно необратимая потеря костной массы, в особенности в тех участках скелета, которые на Земле подвергаются наибольшей нагрузке.
После 37 дней, проведенных в космосе, бедренные кости мышей стали пористыми, что визуально напоминает структуру швейцарского сыра. Заметные изменения в первую очередь коснулись области суставов, в то время как поясничные позвонки, обычно не испытывающие существенной нагрузки у грызунов, практически не изменились. Полученные результаты вызывают опасения, учитывая постоянную нагрузку на позвоночник человека в условиях земного притяжения.
Ученые не считают космическую радиацию главной причиной разрушения костной ткани. Полученная мышами на МКС доза облучения оказалась недостаточной для объяснения выявленных изменений. Кроме того, потеря костной массы происходила изнутри, что указывает на атрофию, вызванную недостатком нагрузки, а не на повреждение от радиации.
Обнаруженный эффект преждевременного старения костей вызывает серьезное беспокойство. У молодых мышей, подвергшихся воздействию космической среды, зафиксировано ускоренное преобразование хрящевой ткани в костную, что потенциально может препятствовать росту костей. Это создает для космонавтов повышенный риск раннего развития остеопороза.
Сравнение с контрольной группой на Земле выявило, что и у мышей с ограниченной подвижностью снижалась плотность костей, однако этот процесс протекал в десять раз медленнее, чем у животных, находившихся в условиях невесомости. Полученные результаты свидетельствуют о том, что именно отсутствие гравитации, а не другие аспекты космической среды, является главным фактором, вызывающим отмеченные изменения.
Эти данные имеют важное практическое применение для космонавтов. Исследования показали, что в условиях невесомости костная масса уменьшается примерно на 1% в месяц – в десять раз быстрее, чем при развитии остеопороза на Земле. Всего за полгода пребывания в космосе кости могут «состариться» на десятилетия.
Представленные результаты ставят под вопрос результативность общепринятых мер профилактики, например, соблюдения определенной диеты. Исследователи считают, что поддержание здоровья костей во время продолжительных космических путешествий, включая планируемые полеты на Марс, возможно только посредством создания искусственной физической активности с использованием тренажеров или путем разработки среды, стимулирующей движение.
Данная работа была включена в крупномасштабную программу NASA Rodent Research, целью которой является изучение воздействия космической среды на живые организмы. Полученные данные указывают на важность создания инновационных методов защиты здоровья астронавтов во время длительных космических миссий.
В журнале можно найти полный текст научной работы .