장거리 미션의 장애물 중 하나는 우주 비행사가 겪는 근육 손실입니다. NASA에 따르면 우주 비행사는 5 ~ 11 일 동안 임무를 수행하는 동안 최대 20 %의 근육 질량을 잃을 수 있다고합니다. 이 근육 손실은 종아리 근육, 대퇴사 두근 및 등과 목의 근육을 포함하여“반 중력 근육”에 영향을 미칩니다.
이 근육 손실은 우주 비행사가 특히 화성에 대한 임무가 수행 될 때 자신의 임무를 완수하기 어렵게 만듭니다. 우주 비행사는 지구로 돌아올 때 약해지기 때문에 매우 위험 할 수 있습니다. 재진입 중에 문제가 발생하여 격렬한 비상 절차를 수행해야하는 경우 근육이 빠지면 삶과 죽음의 차이가 될 수 있습니다.
근육 손실은 미세 중력 환경에서 일하면서 발생합니다. 그 환경에서 우주 비행사의 반 중력 근육은 정상적인 활동 중에는 활동하지 않습니다. 우주 비행사는 국제 우주 정거장에서 하루에 최대 2.5 시간 운동하여 고정식 자전거를 타거나 런닝 머신을 밟거나 조깅을하거나 RED (저항 운동기구)를 사용하여 근 위축을 예방합니다.
NASA는 최근 우주 비행사들이 근육 손실을 최소화 할 수있는 방법을 조사하기 위해 근육 손실에 대한 70 일 연구에 자금을 지원했습니다. 이 연구는 PLOS One에 게재되었으며 제목이 너무 길어서 여기에 재현 할 수 없습니다. 실제 우주 비행사를 시험 대상으로 사용하는 것보다는 불가능한 시험 대상으로,이 연구는 70 일의 HDBR (Head Down Bed Rest)을 거친 대상을 사용했습니다. HDBR은 우주 비행사가 미세 중력 환경에서 겪는 일에 대한 훌륭한 대리자로 간주됩니다.
이 연구는 많은 연구원 그룹에 의해 University of Texas Medical Branch (UTMB)에 의해 수행되었습니다. 모든 피실험자는 35 세 이상 8 세 이하의 남성 지원자였다. 운동이나 보충제없이 70 일 동안 HDBR에 머무른 대조군, 위약과 운동을받은 다른 그룹, 테스토스테론 주사와 운동을받은 다른 그룹이있었습니다. 총 24 명의 시험 대상자가 참여했습니다.
연구 기간 동안 연구원들은 Vastus lateralis라고 불리는 근육을 생검했습니다. 허벅지에서 대퇴사 두근의 가장 큰 부분입니다. 이들 조직 샘플을 단백질에 대해 분석 하였다.
그들은 무엇을 찾았습니까?
연구자들은 Vastus lateralis에서 운동으로 인해 역전되거나 적어도 둔화 된 근육 단백질의 몇 가지 변화를 발견했습니다. 이러한 운동으로 근육 섬유 내에서 단백질 조직이 더 건강해졌습니다. 테스토스테론 치료는 운동 자체의 근육 성장을 능가하는 근육 성장을 촉진시키는 추가 단백질 변화를 유도했습니다.
우리 대부분이 테스토스테론이하는 일을 알고 있기 때문에 아마도 그렇게 놀랍지 않을 것입니다. 그러나 더 많은 연구가 있습니다. 연구팀은 잠재적으로 근육 손실을 예측할 수있는 시험 대상에서 바이오 마커를 확인했다. 근육 손실을 막기 위해 운동과 치료에 대한 강력한 반응을 나타내는 예측 바이오 마커도 있습니다.
"… 정확한 예측 모델의 개발에는 여러 단백질 및 요인의 패널을 포함하는 알고리즘이 포함될 것입니다."
연구에서 "운동과 테스토스테론 대책의 유무에 관계없이 70 일의 머리 아래 침대 휴식 전후에 인간 골격 근육의 단백질 검사"
그들의 연구에서“민감한 단백질체 바이오 마커의 발견은 향후 기본 프로테옴 프로파일에 기반한보다 직접적인 대응책의 개발을 지원함으로써 개인화 된 의학 접근법을 허용 할 수있다”고 말했다. 우주 비행사를 더 잘 알수록 근육 손실을 더 잘 예측하고 예방할 수 있습니다.
수석 저자 인 E. Lichar Dillon은“우리가 확장 된 휴식 시간 동안 근육 단백질에 대해 얻은 독특한 통찰력은 언젠가는 다양한 상황에서 근육 질량 / 강도의 변화를 예측하고 개인화 된 운동 프로그램 및 호르몬 대책을 개발하기 위해 적용될 수 있습니다. 내과의 UTMB 조교수.
UTMB의 수석 연구 책임자이자 교수 인 랜달 어반 (Randall Urban)은“이 연구는 각 개인이 근육 기능 저하에 취약하고 운동과 호르몬 치료가 효과적으로 다른 위축을 퇴치 할 수 있는지 예측할 수있는 바이오 마커를 확인할 수있는 능력을 제공했다. 내과학과.
이 연구의 저자들이 인정 하듯이, 이것은 문제에 대한 상당히 간단한 접근이지만 중요한 첫 단계입니다. 그들은 근육 위축과 치료를위한 바이오 마커 역할을하는 단백질을 확인했지만 많은 단백질이 함께 작용할 가능성이 있습니다.
"예상 한 바와 같이, 우리가 확인한 개별 단백질은 측정 된 모든 주제 또는 생리 학적 기능에 대해 완전히 예측할 수 없었으며 정확한 예측 모델의 개발에는 여러 단백질과 요인의 패널을 포함하는 알고리즘이 포함될 것입니다."
화성으로
우리는 화성에 갈 것입니다. 이러한 노력에 대한 많은 헤드 라인은 기술이 업무를 완수하는 데 중점을두고 있습니다. 우주 비행사와 같은 강력한 로켓과 오리온과 같은 우주선은 우주 비행사를 화성으로 그리고 다시 집으로 데려다주기 위해 개발되고 있습니다.
그러나 우주 비행사들 자신도 그 일을해야합니다. NASA는 그러한 긴 임무를 어떻게 견뎌 낼 수 있는지 이해하기 위해 많은 자원을 바치고 있습니다. 이 연구는 앞으로도 성공적인 화성 임무의 핵심 부분이 될 것입니다.
더:
- 보도 자료 : UTMB 연구원들은 우주 비행 중 근육 손실을 효과적으로 퇴치하는 방법을 배웠습니다.
- 연구 논문 : 운동 및 테스토스테론 대책의 유무에 관계없이 70 일의 헤드 다운 침대 휴식 전후에 인간 골격근의 단백질 검사
- NASA : 근육 위축 사실 표
- NASA : 우주에서 당신의 몸 : 그것을 사용하거나 잃어 버리십시오
- 캐나다 우주국 : 우주 근육에 어떤 영향이 있습니까?
- 시드니 모닝 헤럴드 (Sidney Morning Herald) : 우주 비행사 인 스콧 켈리 (Scott Kelly)
- 우주 잡지 : 화성에 중력이 얼마나 강한가?
