根據國外媒體《新地圖集》,一項將果蠅帶到國際空間站並返回地球的新研究的結果可能有助於開發出旨在在長途飛行任務中保持太空人心臟健康的治療方法。自從太空時代開始時,太空人和太空人暫時走出地球的稠密大氣以來,人們就知道微重力環境本質上對人體健康有害。
在太空呆了很長時間的太空人在返回地球後報告了一系列令人擔憂的健康問題,包括骨骼密度顯著下降,肌肉萎縮以及內部器官和血流的細微變化。這並不是說人們無法在太空中生存。幾十年來,人類已經在國際空間站的太空中生活了幾個月。但是在世界各地,太空機構都在努力實現在地球和月球上,最終在火星上建立前哨的宏偉目標。
為了實現這些夢想,人類將需要在微重力下花費更長的時間。科學家們正在努力更好地了解太空對人體的影響,並開發出有助於抵消令人不安的副作用的療法。心臟是已知會受到太空飛行嚴重影響的重要器官。在國際空間站上對太空人進行的超聲研究表明,在沒有重力的情況下,器官失去了通常的橢圓形形狀,並呈現出更球形的外觀。
儘管這些實驗有助於研究大規模的結構變化,但科學家渴望了解更多有關微重力如何在細胞和分子水平上影響器官的信息,以便他們可以開始調整潛在的治療方法。
為此,研究人員向國際空間站發射了一組果蠅進行為期一個月的旅行,然後將經過測試的果蠅送回地球以研究其心臟。幾十年來,果蠅被科學家用來研究人類健康,因為它們共享了人類致病基因的75%。在器官形成四個不同的腔室之前,它們的心臟也類似於發育中的人的管狀心臟。
在太空中時,這些果蠅被安置在一個特殊的盒子中,在其中繁殖了數百隻幼蟲。然後,幼蟲在微重力下呆了大約三周,這相當於它們一生的一半。在返回地球的24小時內-在微重力作用消失之前-蒼蠅將進行一系列詳盡的測試。這包括保存組織樣本和捕獲受試者心臟跳動的視頻,以測量他們將血流推向果蠅周圍的速度以及它們的收縮能力,該指標也稱為收縮力。
研究發現,果蠅的心臟與地球上的果蠅相比已經縮小,它們的收縮力也降低了,從而使果蠅向體內泵送血液的效率降低了。此外,心臟的實際結構也發生了明顯的變形。發現應該平行排列在健康果蠅心臟中的肌肉纖維未對準並與周圍結構分離,從而使該器官產生將血液推向身體的壓力。
「在正常的果蠅心臟中,肌肉纖維的作用就像手指擠壓一管牙膏。在太空果蠅中,收縮就像是試圖通過壓下而不是擠壓來擠出牙膏。」共同作者Karen Ocorr評論道。這項新研究的作者和加利福尼亞州Sanford Burnham Prebis醫學發現研究所的副教授。對於人類來說,這可能成為一個大問題。
這項研究的合著者,桑福德·伯納姆·普雷比斯醫學發現研究所說:「我們很高興發現太空果蠅中幾種失調的ECM相互作用蛋白。」再生項目。「這些蛋白質以前沒有被心臟研究人員所關注,因此這可能會加速通過減少纖維化來改善心臟功能的治療方法的開發。」
科學家打算繼續檢查從太空果蠅採集的組織樣本,以探索其旅程如何改變了他們的視覺能力,並確定果蠅幼蟲是否可能遺傳了任何異常情況。
關於這項研究的論文已經發表在《細胞報告》上。