宇宙飛行士の研究は宇宙と地球の健康を改善する可能性がある – Physics World

宇宙での生活は、宇宙飛行士を放射線にさらし、体液の変化を引き起こし、骨格にかかる物理的な力を取り除くなど、人体を極限状態にさらします。 宇宙飛行は溶血、つまり赤血球の破壊を引き起こし、「宇宙貧血」を引き起こす可能性もあります。

長期の宇宙飛行による健康への影響を調査するために、オタワ大学の研究者らは、国際宇宙ステーションでの14か月のミッションから帰還したXNUMX人の宇宙飛行士を研究した。 特に、彼らはミッションの前後での宇宙飛行士の骨髄の変化を調べた。 この研究は、 ネイチャー·コミュニケーションズは、宇宙旅行では赤血球と骨が消耗するが、地球に帰還すると骨髄に蓄えられた脂肪の助けを借りて体が回復することを明らかにした。

「地球に帰還してから約 XNUMX か月後、宇宙飛行士の骨髄の脂肪が大幅に減少していることがわかりました」と上級著者は述べています。 ガイ・トルーデル オタワ大学とオタワ病院からプレス声明で述べた。 「私たちは、体がこの脂肪を使って赤血球を交換し、宇宙旅行中に失われた骨を再構築していると考えています。」

宇宙飛行からの回復

この研究には男性11名と女性100名の宇宙飛行士が参加した。 参加者は飛行前の約41日と、地球帰還後約41日、半年、4.2年後に腰椎のMR画像検査と分光検査を受けた。 トゥルーデルらは、XNUMX つの定量的 MR 技術を使用して、着陸後 XNUMX 日後に宇宙飛行士の骨髄脂肪が飛行前の値から XNUMX% 減少していることを観察しました。

この骨髄脂肪蓄積（BMA）減少の潜在的なメカニズムを調査するために、研究チームは、それが宇宙飛行士の宇宙貧血（地球の重力への帰還によって赤血球の生産増加が引き起こされるときに起こる）からの回復と関連しているかどうかを調査した。 着陸から10.4日後の血液サンプル分析では、宇宙飛行士の赤血球が宇宙ミッション前よりXNUMX%減少していることが判明し、宇宙貧血を患っていたことが確認された。

飛行後41日目に、研究者らは宇宙飛行士の血液中の網赤血球（未熟赤血球）の濃度が飛行前よりも18.9％高いことを測定した。 これらの変化は骨髄脂肪の変化と空間的および時間的に相関しており、BMA の下方制御は赤血球生成をサポートするための脂肪酸の局所的消費に起因するという理論を強化しました。

宇宙飛行士は、赤血球の減少だけでなく、骨量の減少、つまり「宇宙骨減少症」にも悩まされます。 そこで研究者らは、BMAの減少が宇宙飛行士が再び重力にさらされた際のこの状態からの回復と相関しているかどうかを調べた。 彼らは、着陸から41日後、骨形成の血清および尿マーカーがベースラインレベルよりも増加していることを発見した。

彼らはまた、二重エネルギーX線吸収測定法を使用して、宇宙飛行の前後の椎骨の骨密度を検査しました。 宇宙飛行士の体重減少は平均 0.03±0.03 g/cm でした。² 飛行前と比較した飛行後 3 ～ 18 日の脊椎骨量。 着陸から XNUMX ～ XNUMX か月後、この値はある程度回復しましたが、依然としてベースライン レベルをわずかに下回っていました。 これらの発見は、BMA ダウンレギュレーションの XNUMX つ目のメカニズム、つまり空間骨減少症に応答してエネルギー集約的な骨形成を供給するための脂肪酸の局所的使用を裏付けるものです。

「赤血球は骨髄で作られ、骨細胞は骨髄の周りを取り囲んでいるため、体が赤血球と骨の生成を促進するための優先的なエネルギー源として局所の骨髄脂肪を使い切るのは当然です」と博士は説明する。トゥルーデル。 「地球上のさまざまな臨床症状についてさらに調査することを楽しみにしています。」

性別による違い

研究者らは、骨量減少が統計的に有意なのは男性宇宙飛行士のみであることを発見し、長期宇宙飛行後のBMAの性特異的変化の可能性を調査することになった。 地球上では、閉経前の女性は一般に男性よりもBMAが低く、このコホートでは女性宇宙飛行士の飛行前の腰骨髄脂肪は男性宇宙飛行士より11.1%低かった。

飛行後 41 日目に、女性宇宙飛行士と男性宇宙飛行士は腰部 BMA の同一の下方制御を示しました。 しかし、XNUMXか月とXNUMX年の測定では、男性宇宙飛行士のBMAは徐々に正常レベルに戻ったが、女性宇宙飛行士ではBMAがかなり増加していることが明らかになった。 MR データは、飛行後 XNUMX 年後には男性と女性の違いが消失していることを示しました。 研究者らは、この性特異的なBMAの調節は、より大きな集団でさらに研究する価値があると示唆している。

宇宙での生活は人間の脳の構造に影響を与える

研究チームはまた、長期間の宇宙飛行後の脊椎BMA変調に対する宇宙飛行士の年齢の影響もテストした。 彼らは、宇宙飛行士が若ければ若いほど、着陸後41日後の骨髄脂肪の減少が大きいことを発見した。

研究者らは、宇宙飛行士で得られたこれらの発見は、長期の病気で筋肉や骨量が減少し、運動能力が制限された貧血患者など、地球上の人々にも役立つ可能性があると強調している。 「この研究が、宇宙だけでなく地球上でも人々が動けない状況から回復するのに役立つことを期待しています」とトゥルーデル氏は言う。 「私たちの研究は、骨髄脂肪の増加に関連する骨粗鬆症、メタボリックシンドローム、老化、がんなどの病気も解明する可能性があります。」

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/study-in-astronauts-could-improve-health-in-space-and-on-earth/