אחד המכשולים למשימות שטח ארוכות הוא אובדן השרירים ממנו סובלים האסטרונאוטים. זה נקרא אטרופיה, ונאס"א אומרת שאסטרונאוטים יכולים לאבד עד 20% מסת שריר במהלך משימות של 5 עד 11 יום בלבד. אובדן שרירים זה משפיע על מה שמכונה "שרירי נגד הכבידה", כולל שרירי עגל, ארבע ראשי ושרירי הגב והצוואר.
אובדן שרירים זה מקשה על האסטרונאוטים להשלים את משימותיהם, במיוחד כאשר מתרחשות משימות למאדים. זה גם יכול להיות מסוכן מאוד לאסטרונאוטים, מכיוון שהם נחלשים כאשר הם חוזרים לכדור הארץ. אם יש בעיות במהלך הכניסה המחודשת, והן צריכות לבצע פעולות חירום מאומצות, שריר חסר יכול להיות ההבדל בין חיים למוות.
אובדן שרירים נובע מעבודה בסביבה מיקרו-כוח משיכה. בסביבה זו, שרירי אנטי-כוח הכבידה של אסטרונאוט אינם פעילים במהלך פעילות רגילה. אסטרונאוטים מתאמנים עד 2.5 שעות ביום בתחנת החלל הבינלאומית למאבק בהתנוונות שרירים, על ידי רכיבה על אופניים נייחים, הליכה או ריצה קלה על הליכון, ובאמצעות מכשיר אימוני התנגדות RED (RED).
נאס"א מימנה לאחרונה מחקר של 70 יום בנושא אובדן שרירים, כדי לחקור כיצד ניתן למזער את אובדן השרירים עבור אסטרונאוטים. המחקר מתפרסם ב- PLOS One, עם כותרת ארוכה מכדי להתרבות כאן. במקום להשתמש באסטרונאוטים בפועל כנושאי מבחן, דבר שאי אפשר היה לעשות, המחקר השתמש בנבדקים שעברו 70 יום של HDBR (Head Down Bed Rest.) HDBR נחשב כפרוקסי טוב למה שעוברים אסטרונאוטים בסביבות מיקרו-כוח משיכה.
המחקר נערך על ידי סניף הרפואה של אוניברסיטת טקסס (UTMB) על ידי קבוצה גדולה של חוקרים. כל הנבדקים היו מתנדבים גברים בני 35 פלוס מינוס 8 שנים. הייתה קבוצת ביקורת שנשארה ב- HDBR במשך 70 יום ללא פעילות גופנית או תוספי מזון, קבוצה נוספת שקיבלה פלסבו והתעמלות, וקבוצה אחרת שקיבלה זריקות טסטוסטרון ופעילות גופנית. בסך הכל לקחו חלק 24 נבדקים.
במהלך המחקר, החוקרים לקחו ביופסיות של שריר הנקרא Vastus lateralis. זה החלק הגדול ביותר של שריר הארבע ראשי בירך. דגימות רקמות אלה נותחו עבור חלבונים.
מה הם מצאו?
החוקרים גילו מספר שינויים בחלבוני שרירים במערכת הווסטוס לטרליס שהופכו, או לפחות בוטה, על ידי פעילות גופנית. התרגילים הללו הביאו לארגון חלבונים בריא יותר בסיבי השריר. הטיפול בטסטוסטרון הוביל לשינויים נוספים בחלבון שקידמו את צמיחת השרירים העולה על התרגיל בלבד.
זה כנראה לא נשמע מפתיע מדי, מכיוון שרובנו יודעים מה עושה טסטוסטרון. אבל יש עוד מחקר. הצוות זיהה סמני ביו בנבדקי המבחן שלהם החזוי פוטנציאל לאובדן שרירים. ישנם גם סמנים ביולוגיים חזויים המעידים על תגובה חזקה לפעילות גופנית וטיפול למניעת אובדן שרירים.
"... פיתוח מודלים חזויים מדויקים כרוך ככל הנראה באלגוריתמים הכוללים פאנלים של מספר חלבונים וגורמים."
מהמחקר "חקירה פרוטאומית של שרירי השלד האנושיים לפני ואחרי 70 יום של מנוחת הראש במיטה עם או בלי פעילות גופנית ופעולות נגד טסטוסטרון"
כפי שהם אומרים במחקרם, "גילוי של סמנים ביולוגיים פרוטאומיים רגישים עשוי בעתיד לאפשר גישות רפואיות בהתאמה אישית על ידי סיוע בפיתוח אמצעי נגד מכוונים יותר המבוססים על פרופילי proteome בסיסיים." כך שככל שהם מכירים יותר את האסטרונאוט, הם יכולים לחזות טוב יותר ולמנוע אובדן שרירים.
"ניתן ליישם ביום מן הימים את התובנות הייחודיות שעברנו על חלבוני שרירים בזמן מנוחת מיטה מורחבת כדי לחזות שינויים במסת השריר / כוח במצבים שונים ואז לפתח תוכנית בהתאמה אישית של תרגילים ופעולות נגד הורמונליות", אמר הכותב הבכיר א 'ליצ'ר דילון. , עוזר פרופסור UTMB במחלקה לרפואה פנימית.
"המחקר נתן לנו את היכולת לזהות סמנים ביולוגיים המנבאים עד כמה כל אדם רגיש לירידה בתפקוד השרירים ובאופן יעיל טיפולי התעמלות והורמונים שונים יכולים להילחם בהתנוונות," אמר הסופר הבכיר רנדל אורבן, קצין המחקר הראשי של UTMB ופרופסור במחקר. המחלקה לרפואה פנימית.
כפי שמכירים מחברי המחקר, זו גישה די פשוטה לבעיה, אך צעד ראשון חשוב. למרות שהם זיהו כמה חלבונים המשמשים כסמנים ביולוגיים לצורך התנוונות וטיפול בשרירים, יש כנראה מספר גדול של חלבונים העובדים יחד.
"כצפוי, אף חלבון אינדיבידואלי שזיהינו לא היה ניבא באופן מלא לכל נושא או פונקציה פיזיולוגית שנמדדה. פיתוח מודלים חזויים מדויקים כרוך ככל הנראה באלגוריתמים הכוללים פאנלים של מספר חלבונים וגורמים", אומר המחקר.
הלאה למאדים
ללא שם: אנחנו הולכים למאדים, ללא ספק. הרבה מהכותרות סביב מאמץ זה מתמקדות בטכנולוגיה כדי לבצע את העבודה. רקטות עוצמתיות כמו מערכת שיגור החלל וחלליות כמו האוריון מפותחות כדי להביא אסטרונאוטים למאדים ואז שוב הביתה.
אבל האסטרונאוטים עצמם הם אלה שצריכים לבצע את העבודה. נאס"א מקדישה משאבים רבים כדי להבין כיצד הם יכולים לסבול את המשימות הארוכות הללו. מחקר זה, ועוד לעקוב אחריו, יהיה חלק מרכזי במשימות מאדים מוצלחות.
יותר:
- הודעה לעיתונות: חוקרי UTMB למדו כיצד להילחם טוב יותר באובדן שרירים במהלך טיסות חלל
- עבודת מחקר: חקירה פרוטאומית של שרירי השלד האנושיים לפני ואחרי 70 יום של מנוחת הראש במיטה עם או בלי פעילות גופנית ופעולות נגד טסטוסטרון
- נאס"א: גיליון עובדות על ניוון שרירים
- נאס"א: הגוף שלך בחלל: השתמש בו או איבד אותו
- סוכנות החלל הקנדית: מה קורה לשרירים בחלל?
- סידני בוקר הראלד: האסטרונאוט סקוט קלי על ההשפעות ההרסניות של שנה בחלל
- מגזין החלל: כמה חזק כוח המשיכה במאדים?
