02.02.2017 18:44
Новости.
Просмотров всего: 11454; сегодня: 3.

Российско-японское исследование приблизило понимание роли микрогравитации в потере костной массы

В новом выпуске журнала Scientific Reports (Nature Publishing Group) японские ученые совместно с руководителем лаборатории "Экстремальная биология" ИФМиБ КФУ Олегом Гусевым и Владимиром Сычевым (Институт медико-биологических проблем РАН) опубликовали статью, где описали изменения, вызванные космическим полетом в организме рыб (японских оризий).

Как известно, полет в космос несет ряд опасностей для организма человека. Из-за длительной невесомости у космонавтов ухудшается состояние костей и мышц. В настоящее время потеря костной массы у астронавтов является одной из острейших проблем со здоровьем, наблюдающихся в условиях космического полета продолжительностью нескольких месяцев. Такое состояние сходно с широко распространенным старческим остеопорозом, именно поэтому врачи разрабатывают методы поддержки здоровья космонавтов в полете и послеполетного восстановления.

Важно, что понимание возможной роли микрогравитации в потере костной массы представляет интерес для понимания эффектов механического стресса на изменение состояния костной ткани, равно как и потенциальное клиническое значение.

"Рыбы - это один из немногих объектов, дающий возможность вычленить непосредственное влияние космического полёта на организм, - подчеркивает Олег Гусев. - Водная среда стабилизирует перегрузки и компенсирует эффект микрогравитации. То, что мы видим в результатах работы - это как раз вычлененный эффект дополнительных факторов полёта - может быть, космической радиации или тонких механизмов чувствительности организма к гравитации. Кроме того, с практической точки зрения медаки (или оризии) быстро растут и развиваются - это один из всего двух видов рыб, ставших модельными организмами. Второй вид - Danio rerio, он тоже использовался в проекте. Геном медаки расшифрован. Именно это определяет выбор".

Так, в 2012 году космический корабль Союз ТМА-06М доставил на борт Международной космической станции несколько японских оризий (Oryzias latipes), известных также под названиями медака и японская рисовая рыба. В природе эти рыбы действительно часто встречаются на затопленных рисовых полях. Надо сказать, что это был не первый полет оризий в космос - в 1994 году они уже провели 15 дней на корабле «Колумбия», успешно проведя нерест на орбите. Теперь же оризиям предстояло находиться на МКС несколько лет.

Как оказалось, эффекты микрогравитации сказываются на рыбах значительно быстрее, чем на людях. Почти сразу после попадания на околоземную орбиту у них начинается снижение плотности костной ткани.

Так, в научной работе был предложен порядок событий и набор генов, отвечающих за развитие у рыб медака состояния острого остеопороза в условиях орбитальной микрогравитации.

Чтобы выяснить, как организм оризии реагирует на изменения, ученые генетически модифицировали рыб, введя гены двух белков, флуоресцирующих в ответ на облучения светом с разной длиной волны. Один белок давал зеленую флуоресценцию, а другой - красную. Эти белки у рыб вырабатывались в двух типах клеток костной ткани: остеокластах, которые разрушают старую костную ткань, и остеобластах, создающих новую. В космосе почти сразу же количество обоих типов клеток заметно увеличилось по сравнению с контрольной группой рыб, находившихся на Земле.

Более того, ранние исследования показали, что изменение активности остеокластов – клеток, разрушающих костную ткань, и остеобластов – остеобразующих клеток, начинается сразу после запуска на орбиту. В подтверждение тому, эксперименты in vitro в условиях краткосрочных параболических полетов, показывали изменения в экспрессии (активности) генов и цитоскелета человеческих хрящевых клеток (хондроцитов).

В условиях микрогравитации происходит ряд изменений в состоянии тела, такие как перераспределение жидкости, повышение кровяного давления и состояние головокружения. Плотность минерализации костной массы в условиях гравитации понижается, но не ясно каким образом остеокласты или остеобласты реагируют ранее на условия орбиты.

Учеными высказана идея ап-регуляции (повышения регуляции) генов osterix, osteocalcin, TRAP и MMP9 в условиях микрогравитации: поскольку кости – это самые плотные образования в теле, клетки остеобласты и остаокласты наиболее чувствительны к разрушению в ответ на изменение гравитации.

Специфические гены костной ткани osterix, osteocalcin могут обладать способностью отвечать на изменение гравитации, поскольку их активность одновременно повышалась в условиях космического эксперимента.

Транскриптомный анализ глоточных костей у группы рыб медака, которые были в экспериментальной группе на орбитальной станции, показал выраженное повышение регуляции 2-х генов остеобластов и 3-х генов остеокластов. Более детальный аназиз состояние генов рыб, в течение первых 6-ти дней на орбите показал повышение активности в генах c-fos, jun-B-like, pai-1, ddit4 и tsc22d3.

Ранее другими исследователями было показано, что глюкокортикоидные гормоны повышают активность транскрипционного фактора AP1, который регулирует глюкокортикоидный рецептор (ГКР), связываясь с хроматином. ГКР, возможно, вовлечены и в изменение активности остеокластов, где AP-1 контролирует связывание ГКР. Также известно, что стресс повышает кровяное давление, что ведет к продукции в клетках сосудов оксида азота (NO), который и понижает давление.

Свежие исследования показали, что ГКР и NO действуют однонаправленно, в частности через изменение активности, в числе прочих, генов tsc22d3, ddit4, реагирующие на микрогравитацию в орбитальном полете.

Таким образом, предложено участие NO – ГКР сигнального пути через «микрогравитационный» стресс.


Ньюсмейкер: Казанский федеральный университет — 856 публикаций

Интересно:

Дизайнер Елена Мишакова: бизнес должен быть социальным
23.10.2026 22:15 Персоны
Дизайнер Елена Мишакова: бизнес должен быть социальным
В современной моде всё чаще звучит мысль о том, что стиль — это не только про эстетику, но и про ценности. Дизайнер Елена Мишакова и её Дизайнерский дом Misha’Le — яркий пример того, как можно соединить смелый творческий поиск, практичность и социальную ответственность. Её подход доказывает: бизнес способен быть не просто прибыльным, а по-настоящему полезным для общества. От личного стиля к большому делу История Misha’Le начиналась с простого желания создавать вещи, в которых комфортно и в которых хочется быть собой. Елена не стремилась к громким титулам: сначала она шила для себя, родных и друзей, постепенно оттачивая собственный почерк. В её работах с самого начала прослеживалась идея универсальности: вещи, которые подходят разным людям, легко комбинируются и не теряют актуальности. Так родилась философия бренда — одежда для тех, кто ценит свободу самовыражения и не хочет подчиняться...
Юрий Лужков: человек, гражданин, патриот, мэр, политик
23.10.2026 21:17 Персоны
Юрий Лужков: человек, гражданин, патриот, мэр, политик
Юрий Михайлович Лужков (21 сентября 1936 - 10 декабря 2019) — одна из самых узнаваемых фигур российской политики конца XX — начала XXI века. Восемнадцать лет он руководил Москвой (1992 – 2010 годы), став для одних символом созидания и «крепким хозяйственником», для других — олицетворением противоречий эпохи. Как бы ни оценивали его наследие, фигура Лужкова давно вышла за рамки обычного городского начальника: он был политиком федерального масштаба, предпринимателем, изобретателем, организатором и человеком с предельно ярким образом.      Детство и юность: от Конотопа до Губкинского Лужков родился в Москве, в простой рабочей семье. Отец, Михаил Андреевич, был плотником на столичной нефтебазе, прошёл войну, был тяжело ранен и попал в плен, но вернулся на фронт и заслужил боевые награды. Мать, Анна Петровна, работала разнорабочей на заводе. Юрий был средним из трёх сыновей, и...
PUNKT E поделился аналитикой на Российской энергетической неделе
22.10.2026 12:34 Аналитика
PUNKT E поделился аналитикой на Российской энергетической неделе
Константин Алябьев, управляющий директор крупнейшей сети зарядных станций для электромобилей в России PUNKT E, принял участие в деловой программе Российской энергетической недели 2026, которая прошла в Москве с 14 по 16 октября. Российская энергетическая неделя – площадка международного уровня для обсуждения актуальных вопросов развития топливно‑энергетического комплекса, межрегионального взаимодействия и налаживания международных связей в области энергетики.   PUNKT E представил свою экспертную позицию по вопросам адаптации энергорынка к растущему спросу на электромобили, развития зарядной инфраструктуры и интеграции альтернативных видов топлива в транспортную экосистему в рамках трёх ключевых сессий:  - Сессия АРВЭ «Айкидо или борьба: по каким правилам энергорынок адаптируется к тенденциям на стороне спроса?» — роль зарядной инфраструктуры как ресурса...
Русские народные праздники. Традиции и обряды
22.10.2026 12:15 Аналитика
Русские народные праздники. Традиции и обряды
6 – 19 января Святки Славянские Святки известны в народе, как две недели гаданий и магических обрядов. Эта неделя начинает год по православному календарю. В нее включены праздники Рождества, Старого Нового года, Крещения. В эти дни молодежь гадает на суженых. Происходят обрядовые колядования, посевания, ряженье, хождение в гости, обряды на благополучие и плодородие. Считается, что в эти дни присутствие духов среди людей особенно значимо, поэтому открывается будущее. С конца декабря светлый день начинал увеличиваться, люди связывали это с победой добра над злом. Поэтому в святочные дни после Рождества повсеместно царила радость, безудержное веселье, общение, песни и гуляния с обильной трапезой и душевными разговорами. В святочные дни запрещена охота на животных и птиц. 7 января Рождество Рождество Христово – второй значимый праздник православия. Отмечается также на государственном...
Князь Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России
21.10.2026 16:25 Персоны
Князь Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России
"Служение, а не привилегии": князь Григорий Григорьевич Гагарин о роли дворянства, духовности, вере и будущем России. Если спросить современного молодого человека: «Что ты знаешь о дворянстве?» - чаще всего в ответ услышишь про балы, усадьбы, дуэли и привилегии. Образ получается красивый, но очень поверхностный. А между тем есть люди, которые пытаются показать другую сторону этого наследия: не блеск и роскошь, а ответственность, труд и служение. Один из таких людей - князь Григорий Григорьевич Гагарин (родился в 1945 году), предводитель Московского регионального Дворянского Собрания, общественный деятель, для которого дворянство - прежде всего нравственный выбор и долг перед Родиной. Эта статья - не про «аристократическую элиту», а про то, как историческая память, вера и гражданская позиция могут быть не музейными экспонатами, а живой основой для личного пути. Особенно это важно для...