Исследование, проведенное на мышах, которые почти 40 дней жили на борту МКС, выявило негативное воздействие микрогравитации на структуру костной ткани. Особенно страдают те части тела, которые испытывают наибольшую нагрузку, когда человек находится на земле.
Специалисты из NASA и исследовательского центра Blue Marble зафиксировали существенные изменения в бедренных костях подопытных животных. Наиболее заметные повреждения наблюдались в местах соединения с суставами, тогда как позвоночный столб пострадал в меньшей степени. Это объясняется особенностями строения мышиного тела: основную нагрузку при передвижении несут на себе задние конечности, а не спина, как у людей.
Это исследование стало самым продолжительным экспериментом, изучающим влияние отсутствия гравитации на грызунов. Ученые использовали передовые методы микротомографии и гистологического анализа для изучения костей мышей, сравнивая их с образцами, полученными от контрольной группы, находившейся на Земле. Результаты показали значительное уменьшение объема как губчатой, так и компактной костных тканей в бедренной кости – важнейшем элементе скелета у четвероногих. При этом позвоночник, особенно второй поясничный отдел, практически не изменился.
Шейка бедренной кости наземных контрольных мышей (GC и VIV) и мышей-космонавтов (FL и BL). (Cahill et al., PLOS ONE , 2025)
Результаты наблюдений указывают на то, что снижение плотности костей в условиях невесомости главным образом связано с недостатком механической нагрузки, а не с внешними факторами, такими как радиация. Если бы причиной разрушения были внешние воздействия, например ионизирующее излучение, повреждения начинались бы с поверхности кости и распространялись внутрь. Однако в данном случае наблюдалась обратная картина: разрушение происходило изнутри наружу.
Ученые также отметили неожиданный эффект – преждевременное окостенение эпифизарной пластины, отвечающей за рост головки бедренной кости. Это говорит о том, что микрогравитация может ускорить завершение роста длинных трубчатых костей у организмов, находящихся на поздних этапах формирования скелета.
Примечательно, что мыши, содержавшиеся в условиях ограниченного движения на Земле, также демонстрировали схожую потерю костной массы. Это подтверждает предположение о том, что физическая активность и сопротивление нагрузкам являются ключевыми факторами для поддержания здоровья опорно-двигательного аппарата.
Полученные данные имеют большое значение для подготовки к длительным космическим полетам с участием человека. Потеря костной ткани у космонавтов в условиях невесомости составляет около 1% ежемесячно – это в десять раз быстрее, чем при остеопорозе на Земле. Без принятия соответствующих мер это может привести к необратимым последствиям для здоровья. Разработка эффективных систем создания искусственной нагрузки, таких как беговые дорожки с фиксацией и тренажеры, имитирующие поднятие тяжестей, является одной из приоритетных задач для обеспечения безопасности длительных космических миссий.
Изображение на обложке: freepik
