Кто из вас решился бы отправиться в космос? Я не решилась бы. Страшно, очень страшно. Мы не знаем, что это такое. Если бы мы знали, что это такое, но мы не знаем, что это такое. А вот учёные и космонавты знают, что это такое — жить в космосе.
Окружающая среда в космосе вредна для человека. На космонавтов влияют невесомость и радиация, которая намного сильнее, чем на Земле. Кроме того, они живут в крошечном пространстве, вдали от своих близких, окружённые микробами с повышенной устойчивостью к антибиотикам. Под воздействием этих факторов страдают все наши органы, и, хочешь не хочешь, тело изнашивается. И храброе сердце космонавтов стареет быстрее на МКС, чем на Земле.
Сердце — это самый главный насос в теле, который отвечает за перекачку крови. Кровь доставляет энергию и кислород ко всем частям тела, а также удаляет отходы и углекислый газ до места сброса. Естественно, чем старше мы становимся, тем слабее становится наше сердце, и тем медленнее мы двигаемся. В космосе это явление ускоряется, а значит, наши сердца слабеют быстрее.
Так от чего же это происходит?
Существует несколько причин, по которым космос вызывает старение сердца. Первая и самая важная причина — это радиация, частицы или волны, передающие энергию. Хотя не всякая радиация опасна, та радиация, что в космосе, очень вредна. Она повреждает ДНК в наших клетках, из-за чего они не могут нормально работать. Вторая причина — это невесомость. Гравитация заставляет нас работать даже тогда, когда нам этого не хочется. Хочешь дойти до холодильника за пивасиком или тортиком — придётся передвигать ногами. А для этого надо напрячь мышцы. В космосе же мышцам не нужно работать, чтобы поддерживать вес тела. Это приводит к тому, что мышцы космонавта постепенно разрушаются. Сердце — это тоже большая мышца, поэтому, когда гравитация не тянет кровь вниз к ногам, сердцу не нужно так много работать, чтобы перекачивать кровь по телу. В результате больше крови остаётся в верхней части тела, чем на Земле. Из-за этого форма сердца становится круглее. Некоторые части сердца также становятся меньше и теряют мышечный тонус. К тому же на станции очень мало места для передвижения, и физкультурой приходится заниматься усерднее.
Третья причина, по которой космос старит сердце, — это одиночество и стресс. На помощь никто не придёт, и ты постоянно находишься под дамокловым мечом. Естественно, жизнь на грани человеческих возможностей в металлической коробке будет добавлять стресса и седых волос. А если вас на станции оставят из-за сломавшегося корабля, то нервы, даже стальные, будут истощаться, даже если отобранный кандидат был стрессоустойчив.
Все эти факторы в совокупности приводят к старению сердечной мышцы. А теперь представьте, что лететь придётся на Марс или Луну. Поэтому учёные хотят узнать, как остановить это преждевременное старение. Исследования на животных провести проще, чем на людях, но не всегда результат, полученный на животном, будет также работать на человеке. Во-вторых, зверушек жалко. Поэтому изучать старение сердца можно на миниатюрных человеческих органах — органоидах в лаборатории. Мини-орган, выращенный в лаборатории, часто создают из стволовых клеток. Исследователи могут запрограммировать их на превращение во все клетки, необходимые для создания мини-сердца. А если клетки были человеческими, то и мини-сердце будет человеческим, и результаты исследований будут ближе к действительности. Чтобы стволовая клетка стала клеткой сердца, она должна пройти дифференцировку, или, по-нашему, "различеровку". Клетки должны стать отличными, или же различными, от стволовых.
Мини-сердце можно создать двумя способами.
Первый — вырастить его. Сначала учёные собирают стволовые клетки в крошечный шарик. Этот шар шириной всего в несколько прядей волос, но содержит несколько тысяч стволовых клеток. Затем учёные добавляют определённые питательные вещества и молекулы в клеточную культуру. Определённое сочетание этих веществ определяет, в какой тип клеток превратятся или же различатся стволовые клетки. Через несколько дней внутри шара образуются полые карманы, и в это же время стволовые клетки медленно превращаются ии же различаются в клетки сердца, которые в итоге начинают биться. Через 1-2 недели образуется полый бьющийся шар из сердечных клеток. Это и есть мини-сердце, его ширина составляет около 1-3 мм.
Второй способ — напечатать его на трёхмерном печатном станке. Учёные смешивают различённые клетки и жидкость, которая может превратиться в гель, получая биочернила. Этот материал должен поддерживать рост и выживание клеток. Сочетая различные клетки с различными жидкостями, можно получить различные биочернила. Затем биочернила печатаются на трёхмерном печатном станке в определённом порядке и форме для создания мини-сердца.
Независимо от пути создания, только что созданное сердце — очень слабое. Поэтому его помещают в "спортзал". Надавливая на клетки, когда они бьются, и подавая на них крошечные электрические разряды, мини-сердце можно натренировать, чтобы оно стало сильнее. Мы поступаем так же, когда наш пульс поднимается при тренировке. Теперь сердце можно отправить на МКС для исследований и нахождения лекарства для замедления его старения в чернильной темноте космоса. Или же имитировать космические условия (невесомость, радиацию и стресс) с помощью аппаратов и лекарств на Земле. Эти исследования помогут сделать космические путешествия более безопасными для всех в будущем! Ну, для тех, кто решится.
Источник:
Rehnberg E, Baselet B, Moroni L, Baatout S and Tabury K (2024) Does the Heart Age Faster in Space?. Front. Young Minds. 12:1232530. doi: 10.3389/frym.2024.1232530
Ставя любо, подписываясь или же пересылая статью друзьям, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Когда миры сталкиваются: гибридные зоны
