Mikro yerçekimi solucanları, astronotların kas sorunlarını çözmeye yardımcı olur

Nematod solucanları üzerinde yapılan yeni bir çalışma, nesnelerle fiziksel temasın, simüle edilmiş mikro yerçekiminde nöromüsküler düşüşü önlemeye yardımcı olabileceğini ortaya koymaktadır. Dergide yayınlanan araştırma, iScienceuzayda insan sağlığını korumaya yönelik yeni anlayışlar sağlar.

Son 60 yılda, yüzlerce insan uzaya uçtu, bazen Uluslararası Uzay İstasyonunda bir yıla kadar kaldı. Uzay uçuşu, vücudu neredeyse ağırlıksızlığa veya mikro yerçekimine maruz bırakır ve bu da sağlığı olumsuz etkileyebilir.

Tohoku Üniversitesi’nde moleküler biyolog olan Atsushi Higashitani, “Mikro yerçekimindeki ilerleyici nöromüsküler düşüş, uzayda zaman geçiren insanlar için büyük bir sağlık sorunudur” diye açıklıyor. “Uluslararası ekibimiz bu değişikliklerin altında yatan nedenleri araştırdı.”

Araştırmacılar, uzay uçuşu sırasında kas performansında bozulma ve vücut uzunluğunun azalması da dahil olmak üzere insanlara benzer moleküler ve fizyolojik etkiler gösteren bir nematod solucanı olan Caenorhabditis elegans üzerinde çalıştılar.

Uzayda ve Dünya’da simüle edilmiş mikro yerçekiminde büyüyen solucanları iki molekülün seviyeleri için test ettiler: sinir sisteminde hareket ve fiziksel teması tespit ettiği bilinen kimyasal bir haberci olan dopamin ve parçalanmadan sorumlu bir enzim olan COMT-4. dopamin.

Mikro yerçekimi ile yetiştirilen solucanların her iki molekülün de düşük seviyelerine sahip olduğunu buldular. Uzayda yetiştirilen solucanlardaki dopamin seviyeleri, normal yerçekimi koşulları altında yetiştirilen solucanlardaki seviyelerin yarısından daha azdı ve bu da onları daha yavaş yüzmelerine neden oldu. Dopamin verilmesi bu etkileri tersine çevirerek normal hareketi ve vücut uzunluğunu geri getirdi.

Daha sonra araştırmacılar, nöromüsküler düşüşün mikro yerçekiminin doğrudan bir sonucu mu yoksa azaltılmış fiziksel temasın dolaylı bir etkisi mi olduğunu test etti. Plastik mikro boncuklarla fiziksel temas halinde veya yüzer durumda oldukları ve tabağın tabanı ile teması kestikleri sıvı içinde yerleştirilmiş, simüle edilmiş mikro yerçekimi koşullarında yetiştirilen yetişkin solucanları karşılaştırdılar. Birinci grupta dopamin ve COMT-4 seviyeleri düşmedi ve solucanlar normal hareket gösterdi.

Ek olarak, mikro yerçekiminde yetişen yetişkin solucanlarda kas kalsiyum seviyeleri azaldı, ancak solucanlar mikro boncuklarla temas ettirildiğinde geri yüklendi. Kalsiyum, temel proteinler arasında etkileşimler oluşturarak kas kasılmasında önemli bir rol oynar.

Genel olarak, bu sonuçlar, neredeyse ağırlıksızlık sırasında meydana gelen fiziksel temas eksikliğinin dopamin seviyelerini azalttığını ve bunun sonucunda nöromüsküler bozukluklara neden olduğunu ima eder.

Higashitani, “Fiziksel temas, dopamin ve kas regülasyonu arasında mikro yerçekiminde nöromüsküler sağlığı kontrol eden bir yolu ortaya çıkardık” diyor. “Fiziksel teması tanıtmak bu yolu yeniden kurar ve kas fonksiyonunu geri kazanmaya yardımcı olur.”

Bu çalışma, nesnelerle fiziksel temas yoluyla dopamin sistemini hedef almanın kas zayıflamasını önleyebileceğini ve güvenli insan derin uzay yolculuğunu teşvik etmek için gerçekçi bir tedavi stratejisi olduğunu öne sürüyor. El ve ayak masajı gibi hafif mekanik temaslar, astronotlarda sinir-kas sağlığını korumak için kullanılabilir ve hatta motor işlevi bozuk yaşlı insanlara bile yardımcı olabilir.