Lot kosmiczny to sprawdzian z biologii. Płyny w organizmie przemieszczają się do miejsc, do których nie należą. Sprzęt uciska tkankę, powodując zanik kości i mięśni, pozbawionych codziennego „treningu” pod wpływem grawitacji.
Większość tych objawów ustępuje po powrocie astronautów na Ziemię. Wygląda jednak na to, że kolana stanowią wyjątek.
Myszy wysłane na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) wróciły z uszkodzoną chrząstką w obciążonych stawach. To zła wiadomość. Tkanka chrzęstna ma wyjątkowo niską zdolność samoleczenia.
Naukowcy uważają, że znaleźli sposób, aby temu przeciwdziałać. Związek roślinny kemferol pomógł utrzymać zdrowie chrząstek w symulowanych warunkach lotu kosmicznego.
Nieoczywiste uszkodzenia
Kwestia zdrowia kolan człowieka w kosmosie pozostaje zamknięta. Słabo monitorujemy te procesy. Badanie przeglądowe przeprowadzone w 2022 r. wykazało podwyższony poziom biomarkerów wskazujących na rozpad chrząstki u astronautów. Czy te dane są zgodne z wynikami eksperymentów na myszach? Na przykład długie podróże na Marsa wydają się ryzykowne ze względu na rozwój choroby zwyrodnieniowej stawów.
Zespół badaczy z Uniwersytetu w Pittsburghu zabrał się do pracy. Postawili hipotezę: warunki lotu kosmicznego niszczą funkcję mitochondriów, co prowadzi do utraty tkanki chrzęstnej.
Ponieważ nie da się przypiąć ludzi do rakiet w celu przeprowadzenia nieetycznych eksperymentów, naukowcy wykorzystali myszy. Powstały trzy grupy.
Jedna grupa spędziła na ISS sześćdziesiąt dni. Drugi pozostał na Ziemi jako kontrola. Trzeci żył w naziemnych symulatorach: ich tylne nogi były zawieszone, aby symulować mikrograwitację, a także były narażone na syntetyczne promieniowanie kosmiczne.
Wyniki były ponure. Zarówno myszy, które były w kosmosie, jak i te, które żyły w symulatorze, miały uszkodzoną chrząstkę. Myszy, które pozostały na Ziemi, miały zdrowe stawy.
Mechanizm porażki
Następne pytanie brzmi: dlaczego tak się dzieje?
Naukowcy wyhodowali ludzką chrząstkę z komórek macierzystych w obrotowych bioreaktorach, symulując mikrograwitację bez narażenia na promieniowanie. Komórki przeżywały trudności. Wskaźniki stanu zapalnego gwałtownie wzrosły. Mnożyły się reaktywne formy tlenu. Komórki starzeją się przedwcześnie. Mitochondria, „stacje energetyczne” komórki, utraciły swoją aktywność.
Naukowcy prześledzili ten łańcuch zniszczenia do białka NOX4. Stymuluje stres oksydacyjny i uszkadza mitochondria.
Następnie naukowcy dodali do eksperymentu kemferol.
Jest naturalnym flawonolem. Używamy go codziennie. Występuje w herbacie, ciemnych warzywach liściastych, fasoli i jagodach.
Poprzednie badania na szczurach wykazały, że kemferol spowalnia postęp choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego poprzez zmniejszenie stresu oksydacyjnego. Tym razem naukowcy podali go doustnie myszom z grupy pozorowanej.
Różnica była imponująca. Imponujące.
Mniejsza utrata chrząstki. Zdrowsze mitochondria. Zmniejszony stan zapalny. Mniej „wolnych” cząsteczek tlenu. Nie było to całkowite uzdrowienie; uszkodzenie nadal występowało. Były one jednak znacznie mniej poważne.
Ograniczenia i nadzieja
Nie rozpoczynaj jeszcze przyjmowania czystych suplementów kemferolu. To wciąż wczesny etap nauki.
Myszy otrzymały kontrolowaną, oczyszczoną dawkę. Jedzenie sałatek to nie to samo. Efekt ochronny został udowodniony w symulacji, a nie w rzeczywistym locie na ISS.
Ale mechanizm ma znaczenie. Identyfikacja białka NOX4 jako „głównego winowajcy” daje nam cel, do którego należy dążyć. Ponieważ NOX4 odgrywa również rolę w rozwoju choroby zwyrodnieniowej stawów na Ziemi, odkrycie to może pomóc setkom milionów ludzi.
Po co czekać do lotu na Czerwoną Planetę, aby pomyśleć o zdrowiu stawów?
„Zachowanie funkcji mitochondriów chroni przed utratą chrząstki.”
Jedz więcej szpinaku. Jest mało prawdopodobne, że wyrządzi jakąkolwiek krzywdę.
Artykuł ukazał się w czasopiśmie Advanced Science.
