بررسی فضانوردان نشان میدهد گرانش کم چگونه سن زیستی و عضله را تغییر میدهد و چرا این یافتهها برای شناخت پیری روی زمین مهماند.
چرا فضا به آزمایشگاهی برای مطالعه پیری تبدیل شده است؟
برخی فضانوردان پس از اقامت طولانی در ایستگاه فضایی بینالمللی با مشکلاتی روبهرو میشوند که به بعضی از شرایط مرتبط با پیری در زمین شباهت دارد. بخشی از این افت عملکرد طی چند ماه پس از بازگشت بهتر میشود، اما بعضی تغییرات باقی میمانند.
سفر فضایی چند ویژگی مهم دارد: گرانش بسیار کم، تابش بیشتر و خواب مختل. این شرایط میتواند تغییراتی را که روی زمین طی دههها شکل میگیرند، در چند هفته یا چند ماه آشکار کند. به همین دلیل، پژوهشگران میتوانند بعضی فرایندهای مربوط به پیری را با سرعت بیشتری دنبال کنند.
سن زیستی فضانوردان در مأموریت ۹روزه چه تغییری کرد؟
در مطالعهای در سال ۲۰۲۶، چهار فضانورد طی مأموریت ۹روزه Axiom-2 بررسی شدند. پژوهشگران مواد شیمیایی متصل به DNA را اندازهگیری کردند؛ این مواد میتوانند برای برآورد سن زیستی به کار بروند. سن زیستی نشان میدهد بدن از نظر تغییرات مولکولی شبیه چه سنی به نظر میرسد و با تعداد سالهایی که فرد زندگی کرده، یکی نیست.
سن زیستی برآوردشده فضانوردان در طول مأموریت افزایش یافت و پس از بازگشت به زمین شروع به کاهش کرد. این نتیجه به معنای پیر شدن فیزیکی بدن به اندازه چند سال در چند روز نیست. از طرفی، چون فقط ۴ نفر در مطالعه شرکت داشتند، نمیتوان بر اساس آن به نتیجه قطعی رسید. بااینحال، یافتهها نشان میدهند بدن میتواند به شرایط پرواز فضایی با سرعت زیادی واکنش نشان دهد.
چرا کمبود گرانش روی عضله و اندامها اثر میگذارد؟
عضلهها، استخوانها، دستگاه قلبیعروقی و دیگر اندامهای بدن انسان برای کار کردن در کشش دائمی گرانش زمین سازگار شدهاند. این فشار مکانیکی مداوم به سالم ماندن آنها کمک میکند، هرچند عملکرد این دستگاهها معمولاً در سالهای بالاتر زندگی کاهش مییابد. در فضا، بخش بزرگی از این فشارها از بین میرود.
عضله اسکلتی یکی از روشنترین نمونههاست. فضانوردان در گرانش بسیار کم، با وجود ورزش کردن برای حدود ۲ ساعت در روز با هدف محدود کردن این اثرات، با سرعت زیادی توده و قدرت عضلانی خود را از دست میدهند. بعضی فرایندهای زیستی این وضعیت ممکن است با سارکوپنی، یعنی کاهش مرتبط با افزایش سن در توده و قدرت عضله، همپوشانی داشته باشند. سارکوپنی میتواند خطر ناتوانی، زمینخوردن و از دست دادن استقلال را بیشتر کند.
پژوهشگران هنوز نمیدانند کاهش عضله در فضا تا چه اندازه به سارکوپنی شباهت دارد؛ زیرا نتایج مشابه ممکن است از مسیرهای زیستی متفاوتی ایجاد شوند. تفاوت مهم دیگر، سرعت رخ دادن این تغییرات است. کاهش عضلهای که روی زمین طی سالها شکل میگیرد، در فضا با سرعت بسیار بیشتری دیده میشود.
آزمایش MicroAge چه چیزی را بررسی میکند؟
در مأموریت MicroAge با پشتیبانی مالی UK Space Agency، سازههای عضلانی انسانی که در آزمایشگاه رشد کرده بودند به ایستگاه فضایی بینالمللی فرستاده شدند. این عضلههای کوچک تقریباً به اندازه یک دانه برنج بودند و از سلولهای بنیادی عضله انسان ساخته شده بودند.
استفاده از بافت پرورشیافته در آزمایشگاه، پژوهشگران را از اتکا به تعداد محدود فضانوردان بینیاز کرد. آنها توانستند سازگاری عضله با گرانش بسیار کم را با تغییرات عضله در روند پیری روی زمین مقایسه کنند و آزمایشهای اولیهای برای یافتن راههای محافظت از عضله انجام دهند. اگر بعضی سازوکارها در هر دو وضعیت مشترک باشند، فضا میتواند امکان مطالعه چندین سال تغییر زیستی را در چند ماه یک مأموریت فراهم کند.
چرا میتوکندریها در مأموریت بعدی مهماند؟
مأموریت بعدی با نام MicroAge II، زیستشناسی این افت عملکرد را با جزئیات بیشتری بررسی میکند. تمرکز آن بر میتوکندریهاست؛ ساختارهایی درون سلول که بیشتر انرژی مورد نیاز سلول را تولید میکنند.
اختلال در میتوکندریها یکی از فرایندهای شناختهشده در پیری عضله روی زمین است. MicroAge II بررسی خواهد کرد که آیا تغییرات مشابه در ساختار و عملکرد میتوکندریها به کاهش سریع عضله در فضا کمک میکنند یا نه.
آیا پژوهش فضایی به درمان پیری عضله منجر میشود؟
از دست دادن توده و عملکرد عضله یکی از پیامدهای مهم افزایش سن است و با ناتوانی، زمینخوردن و از دست دادن استقلال ارتباط دارد. درمانهای مؤثر برای این مشکل هنوز محدودند. آزمایش درمانهای احتمالی در گروههایی که طی چند دهه پیر میشوند، بهطور طبیعی زمان زیادی میبرد؛ بنابراین پژوهش فضایی میتواند فرایندهای زیستی مهم و ایدههای اولیه را سریعتر آشکار کند.
بااینحال، آزمایشهای فضایی جای مطالعه بالینی نهایی روی سالمندان را نمیگیرند. هر درمانی که از این پژوهشها پیشنهاد شود، برای مشخص شدن ایمنی و اثربخشی باید روی زمین بهطور گسترده آزمایش شود. ارزش اصلی این تحقیقات، کمک به شناسایی سریعتر گزینههای احتمالی، از جمله نامزدهای دارویی، است.
این مطلب جنبه آموزشی دارد و جایگزین مشورت با پزشک نیست.
