Çalışma bulguları, uzay yolculuğunun kalp kası hücrelerinin gücünü etkilemediğini gösteriyor

Uluslararası Uzay İstasyonunda egzersiz yapan, özel koşu bantlarında koşan ve dar alanlar için tasarlanmış bisiklet pedalları çeviren astronotların görüntülerini görmek yaygındır.

Uzun görevlerin monotonluğunu kırmanın yanı sıra, bu egzersizler önemlidir çünkü uzayda uzun süre kalan astronotlar, vücutlarını hareket ettirmek, bir şeyleri itmek, çekmek veya kaldırmak için yer çekimiyle uğraşmak zorunda olmadıkları için kas kütlesini ve gücünü kaybederler.

Sıfır yer çekiminin vücudun en önemli kası olan kalp üzerindeki etkileri daha az açıktır, ancak Chicago Üniversitesi ve Nebraska Üniversitesi tarafından yapılan yeni araştırmalar, kalp kası hücrelerinin uzay yolculuğundan olumsuz etkilenmediğine dair cesaret verici işaretler göstermektedir.

Araştırmacılar, uzay istasyonunda 38,5 gün geçiren beş farenin kalp hücrelerini analiz ederek, hücrelerin içinde kalbin kasılmasını sağlayan moleküler motorlar olan sarkomerlere özellikle baktılar. Uzay istasyonundaki farelerdeki bu motorların büzülme kuvveti, yerde kalan kontrol farelerininki kadar güçlüydü.

Moleküler testler aynı zamanda uzay fareleri ile onların dünyaya bağlı kontrolleri arasında sarkomeri oluşturan proteinlerde büyük bir fark olmadığını gösterdi; bu da kalp hücrelerinin uzaya uzun bir yolculuk sırasında iyi çalışmaya devam edeceğini gösteriyor. NASA, Ay’a ve muhtemelen Mars’a daha uzun görevler yapmayı düşündüğü için bu umut verici bir haber.

Dergide yayınlanan makalenin eş-kıdemli yazarlarından UChicago doçenti Jonathan Kirk, “Kalp ve iskelet kası arasında pek çok ortak nokta var, bu yüzden uzay yolculuğu nedeniyle kalp fonksiyonlarında bir miktar azalma göreceğimizi düşündük” dedi. npj Mikro Yerçekimi. “Fakat sonuçta bulduğumuz sonucun bu olmasından oldukça mutluyuz. Bu bize bilimsel olarak inceleyecek başka bir şey vermiyor, ancak uzay programındaki astronotlar için kalbin uzayda iyi olacağına dair kesinlikle harika bir haber.”

Dünya dışı bir teklif

Kirk’ün laboratuvarı kardiyovasküler hastalıkları, özellikle de kalbin kan dolaşımını sağlayan mekanik bir pompa olarak işlev görme yeteneğini etkileyen hastalıkları araştırıyor. Ekibi, donmuş dokularda kalp fonksiyonunu incelemek için çok çeşitli testler geliştirdi; bu, olaydan sonra örnekleri (belki de farklı bir amaç için toplanan örnekleri) yerinde toplanan taze dokuya güvenmek zorunda kalmadan incelemek için onlara daha fazla esneklik kazandırdı.

Ağustos 2023’te Kirk, Nebraska Üniversitesi’nde bazı konuları içeren bir sunum yaptı. Yıldız Savaşları izleyiciyle daha bağdaştırıcı hale getirmek için referanslar. Konuşmanın ardından, Nebraska’da hücresel ve bütünleştirici fizyoloji alanında doçent olan ve yeni makalenin eş-kıdemli yazarı Pooneh Bagher, ona bir öneriyle yaklaştı: Uzaydan gelen fareleri nasıl incelemek isterdi?

Baylor Üniversitesi’ndeki bilim adamlarının bir projesinden arta kalan, uzay istasyonundaki farelerin donmuş kalp dokusuna erişimi vardı.

Kirk, “‘Kesinlikle kulağa harika geliyor’ dedim. Mükemmel bir uyumdu ve tam da bu yüzden seminerlere gidiyoruz ve akranlarımızla yüz yüze sohbetler yapıyoruz.”

Yeni bir açıdan bilim

Bu çalışmada, insan açısından nispeten kısa bir süre boyunca uzayda bulunan küçük bir fare örneği kullanılmış olsa da Kirk, farelerin yaşam sürelerinin daha hızlı olması nedeniyle bunun hala son derece yararlı olduğunu söyledi.

Kalpleri dakikada 600 defaya kadar atıyor (insanların dakikada 60 ila 100 atış aralığıyla karşılaştırıldığında), yani bir fare için uzayda 38,5 gün, bir insan kalbi için 7,5 ila 10 ay kadardır.

Kirk, “Kalpte bir sorun olacaksa, bunu ilk önce sarkomerlerde göreceksiniz. Dolayısıyla bunun güzel yanı, kalbin içindeki bu küçük motorun nasıl çalıştığına ilişkin biyofiziksel analizlerle, bir kişi kendini hasta hissetmeye başlamadan veya bir fare hasta görünmeden önce, moleküler düzeyde ters gitmeye başlayan bir şeyler olup olmadığını çok erken ölçebiliyoruz.” dedi.

Araştırmacılar kalp hücrelerinde bazı iltihaplanma izleri gördüler ve Kirk, bunun zamanla artıp artmadığını görmek için uzayda daha uzun süre kalan fareler üzerinde çalışmak istediklerini söyledi. Ayrıca eve dönüş yolculuğundan kaynaklanan stresin etkilerini potansiyel olarak dışlamak için Dünya’ya dönen hayvanlar yerine uzay istasyonunda toplanan dokuları da incelemek istiyorlar.

Düşen biri olarak Yıldız Savaşları Akademik sunumlarında referanslara yer veren Kirk, uzay yolculuğunun biyoloji üzerindeki etkilerini araştırmanın çekiciliğinin karşı konulmaz olduğunu söyledi.

“Uzay bilimi büyüleyicidir çünkü bilime tamamen yeni bir açıdan bakmanıza olanak tanır. Her şey farklıdır ve bu nedenle biyolojik sistemimizi, laboratuvarda yapabileceğimiz her şeyden tamamen yeni koşullar altında anlamamızı sağlayan bir araçtır” dedi.

“Bazen yepyeni bir araştırma alanı açan bir şey bulursunuz ve bazen de sadece astronotların iyi olacağını onaylarsınız. Haydi Mars’a gidelim.”