Международен екип от учени изследва риби, които са посещавали МКС и откриват клетъчните механизми, които управляват загубата на кост при нулева гравитация. Оказва се, че микрогравитацията променя гените, които са отговорни за развитието на клетките на костната тъкан.
Всъщност не само рибните скелети се разболяват от микрогравитация. Загубата на костна тъкан е един от най-сериозните проблеми, с които се сблъскват астронавтите по време и след техните дежурства на МКС. Проявите на загуба напомнят на старческа остеопороза, въпреки че астронавтите се сблъскват много преди старостта - костите стават по-крехки и чупливи и губят калций. Промените на клетъчно ниво се забелязват веднага след полет в самолет за гмуркане.
Клетъчният механизъм на загуба на кост остава неясен досега. Известно е, че безтегловността много се променя в живия организъм - например сърцето постепенно губи умението си да ускорява с рязка промяна в налягането. Поради това астронавтите, които са се завърнали на Земята, припадат от резки движения. Промени се случват и на нивото на генна експресия и са наблюдавани по време на събирането на биоматериали от астронавти.
Контейнери с лабораторни риби медака пристигат на МКС
За да разберат какво точно се случва в клетките на костите и хрущялите при нулева гравитация, учените решиха да изпратят японски аквариумни рибки медака (Oryzias latipes) на МКС, клетъчните механизми на развитие на костите и хрущялите, в които са много сходни с тези на бозайниците. През 2014 г. на борда на космическата станция летяха генетично модифицирани риби, в чиито тела повишената активност на определени гени се разкри като ярко сияние.
Оказа се, че още през първия ден при нулева гравитация 105 гена започват да работят интензивно при рибите, а други 49, напротив, са много по-малко активни в космоса, отколкото в телата на рибите от контролната група на Земята. От тези гени 5 са свързани с развитието на скелетните клетки: два регулират растежа на остеобластите (млади костни клетки), а три - остеокластите - гигантски клетки, които участват в разтварянето на съществуващата костна тъкан. Всички тези гени регулират производството на транскрипционни фактори, които участват в развитието на остеобласти и остеокласти.
Риба медака
Промоционално видео:
При нормални условия тези гени влизат в действие по различно време, но безтегловността е променила графика им и е довела до сериозни промени в структурата на костната тъкан. Учените все още не са обяснили как точно се случва това при лабораторни риби и при хора.
Още по-важни са общите заключения, направени от авторите на изследването: промените в генната активност още в първия ден от промяната в гравитацията предполагат, че клетката има готов механизъм за защита срещу скокове в гравитацията, който се включва почти моментално. Този механизъм значително променя цялата хроматинова структура - веществото на клетъчното ядро, което се състои от ДНК, РНК и протеини, необходими за тяхната работа, настройвайки ядрото в съответствие с промяната в гравитацията.
Резултатите от изследването са публикувани в научни доклади.
