Wein und Ratten: die Verwendung von Resveratrol zur Wiederherstellung der Muskeln unter der Schwerkraft des Mars

Viele Jahre lang träumten Science-Fiction-Autoren aus aller Welt auf den Seiten ihrer Werke von Raumfahrt und Kolonisierung entfernter Planeten, von denen der Mars als erster in den Sinn kommt. Der rote Planet zieht nicht nur Science-Fiction-Autoren an, sondern auch die wissenschaftliche Gemeinschaft. Und so hörten die Gedanken an die Kolonisierung des Mars auf, so verrückt zu sein, und die ganze Welt war mit einem neuen Weltraumrennen verbunden. Für Menschen, die als erste von der Sonne auf die Oberfläche des vierten Planeten treten, werden viele Tests vorbereitet, die vom unglaublichen Temperaturbereich (von 30 ° bis -170 °) bis zur Schwerkraft reichen, die fast dreimal geringer ist als die der Erde (3,711 m / s² gegenüber) 9.807 m / s²). Heute werden wir über eine Studie sprechen, in der NASA-Wissenschaftler versuchen, neue Wege zu finden, um die negativen Auswirkungen einer verringerten Schwerkraft auf die menschlichen Muskeln zu verringern. Welche Substanzen können dabei helfen, wo sie zu finden sind, wie sich Marsratten bei praktischen Experimenten fühlten und was hat Rotwein damit zu tun? All dies erfahren wir aus dem Bericht der Forschungsgruppe.

Studienbasis

Egal wie wir uns auf die Idee der Kolonisierung des Mars beziehen, jemand wird es früher oder später tun oder zumindest versuchen, es zu tun. Und wenn wir wollen, dass sowohl der Flug als auch die Zeit, die wir auf dem Planeten selbst verbringen, sicher sind, müssen wir uns ernsthaft vorbereiten.

Und das Thema Schwerkraft auf dem Mars ist aus biologischer Sicht für jeden, der sich für einen Flug zum roten Planeten entscheidet, äußerst wichtig. Zuvor bestand das Problem auch darin, dass die Wirkung der verringerten Schwerkraft auf lebende Organismen nicht so untersucht wurde wie die Wirkung der Mikrogravitation. Zum Beispiel machen Astronauten auf der ISS körperliche Übungen, um die negativen Auswirkungen der Mikrogravitation zu minimieren.


Karen Nyberg spricht über körperliche Übungen auf der ISS und insbesondere über das Laufband.

Kürzlich wurden jedoch zwei PWBs (Partial Weight Bearing Systems) entwickelt, um die Partialgravitation für Mäuse und Ratten zu simulieren. Diese Modelle ermöglichen es uns, Veränderungen in der Muskelstruktur experimenteller Nagetiere unter simulierten Bedingungen der Marsgravitation zu untersuchen.

Wissenschaftler in ihrer Arbeit beschlossen, sich vom Aufladen zu entfernen und auf eine Diät zu achten, die dazu beitragen kann, die Knochen- und Muskelmasse des Astronauten zu erhalten. Einer der Punkte auf der osteoprotektiven Diätkarte kann Rotwein sein, da er aus Trauben hergestellt wird, deren Schale Resveratrol enthält (im Folgenden RSV). Natürlich können Sie auf Wein verzichten, Trauben selbst oder andere Resveratrol-haltige Produkte (Blaubeeren, Maulbeeren, Kakao, Nüsse usw.) essen. Aber hier stellt sich bereits die Frage nach gastronomischen Vorlieben und Konzentrationen: in Rotwein - 0,27 mg pro 150 ml, in Erdnüssen - 0,01 bis 0,26 mg pro 146 g, in Maulbeere - 50 μg pro 1 g usw. Darüber hinaus kann Resveratrol einfach als Nahrungsergänzungsmittel verwendet werden, aber es ist nicht so interessant, oder? Aber wir waren abgelenkt.

In dieser Arbeit führten Wissenschaftler, die das PWB-Modell und Informationen zu den osteoprotektiven Eigenschaften von Resveratrol kombinierten, praktische Experimente mit experimentellen Ratten durch.

Vorbereitung für Experimente

Die Experimente umfassten 24 männliche Wistar-Ratten (eine speziell gezüchtete Art von Laborratten), deren Durchschnittsgewicht jeweils etwa 425,73 g betrug, und das Alter betrug 14 Wochen. Alle Versuchspersonen wurden in eine Kammer mit einer kontrollierten Temperatur (22 ° C) und einem Beleuchtungszyklus von 12:12 Stunden gebracht.



Alle Probanden trugen PWB, wie auf dem Foto oben zu sehen. Somit wurde der für die Untersuchung notwendige Schwerkraftgrad erreicht - 0,4 (PWB40), d.h. 40% der Erdgravitation (PWB100).

Die Hälfte der Versuchsratten erhielt täglich 150 mg / kg Resveratrol oral. Insgesamt gab es 4 Gruppen: PWB40, PWB100 und PWB40 + RSV, PWB100 + RSV.

Wöchentlich wurden Ratten aus beiden Gruppen untersucht, indem der Umfang der Beine gewogen und gemessen wurde. Die Kraft der Vorder- und Hinterbeine wurde ebenfalls wöchentlich mit einem Greifkraftmesser überprüft.

Nach 14 Testtagen wurden die Muskeln von Gastrocnemius und Soleus entnommen. Zuerst wurde ihre Masse gemessen, wonach die Muskeln 48 Stunden lang in 10% Formalin gegeben und zur immunhistochemischen Analyse mit Paraffin bedeckt wurden.

Versuchsergebnisse

Bild Nr. 1: Veränderungen des Körpergewichts, des Umfangs und der Griffstärke der Gliedmaßen von Versuchspersonen aus 4 Gruppen.

Wie aus Grafik 1A ersichtlich ist, hatte die Zugabe von Resveratrol keinen Einfluss auf das Körpergewicht der Versuchspersonen. Der Extremitätenumfang der Versuchsgruppe PWB40 nahm im Vergleich zur ursprünglichen Gruppe (vor den Versuchen) signifikant ab und war kleiner als die Versuchsgruppe der Kontrollgruppen (PWB100 und PWB100 + RSV), die die Schwerkraft der Erde erlebten ( 1B ).

Nach 14 Tagen zeigten jedoch nur Ratten aus der PWB40-Gruppe einen Griff der Vorderpfoten niedriger als die Basis und eine Griffstärke der Hinterbeine niedriger als in den Versuchsgruppen aller anderen Gruppen ( 1C ). Das heißt, Ratten, bei denen die Marsgravitation auftrat, wurden schwächer als Ratten, bei denen die Erdgravitation mit / ohne Resveratrol oder Mars, jedoch mit Resveratrol auftrat. Bereits 7 Tage nach Versuchsbeginn war eine signifikante Abnahme der Griffstärke der Hinterbeine ( 1D ) festzustellen.

Die Verwendung von Resveratrol hielt die Einfangkraft bei Ratten, die der Marsgravitation ( 1C und 1D ) ausgesetzt waren, auf einem vorexperimentellen Niveau.


Bild Nr. 2. Die Ergebnisse der Analyse der Muskelmasse: Trizepsmuskel des Beins, bestehend aus Muskeln des Soleus ( A ) und des Gastrocnemius ( D ); Querschnittsfläche (CSA): Soleus ( B ) und Gastrocnemius ( E ). Bilder von Soleus ( C ) - und Gastrocnemius ( F ) -Muskeln von Versuchsgruppen von 4 Gruppen.

Die Masse des Soleusmuskels bei Ratten aus der PWB40-Gruppe nahm ebenso wie die CSA im Vergleich zu den PWB100-Gruppen, d.h. mit Erdgravitation und PWB100 + RSV. Bei Ratten aus der PWB40 + RSV-Gruppe verhinderte die Verwendung von Resveratrol jedoch eine Muskelatrophie und rettete teilweise CSA.

Gleichzeitig hatte die Verwendung von Resveratrol in der Erdgravitation (PWB100 + RSV-Gruppe) seltsamerweise praktisch keine Wirkung.

Wie in den Bildern 2C zu sehen ist, ist der Grad der Veränderungen des Skelettmuskelgewebes im Soleusmuskel der Versuchsgruppe PWB40 + RSV signifikant verringert. Der Wadenmuskel in der Versuchsgruppe PWB40 nahm in Masse ( 2D ) und CSA ( 2E , 2F ) signifikant ab. Gleichzeitig erhöhte die Verwendung von Resveratrol die Muskelmasse der Versuchsgruppe PWB40 + RSV, stellte jedoch die CSA nicht vollständig wieder her.

Wissenschaftler stellen auch fest, dass die Verwendung von Resveratrol den Allgemeinzustand der Versuchspersonen nicht beeinflusste, dh es gab keine Nebenwirkungen wie Appetitlosigkeit, die zu einer Abnahme der Muskelmasse führen könnten.

Wenn wir alle 4 Gruppen vergleichen, sind zwei davon hinsichtlich der Leistung identisch - PWB40 + RSV und PWB100. Mit anderen Worten, Ratten, die unter dem Einfluss der Erdgravitation standen, unterschieden sich nicht (in Bezug auf den Muskelzustand) von Ratten, die unter dem Einfluss der Marsgravitation standen, sondern verwendeten gleichzeitig Resveratrol.

Für eine detailliertere Einarbeitung in die Nuancen der Studie empfehle ich Ihnen, den Bericht von Wissenschaftlern zu lesen .

Nachwort

Das Reisen zum Mars ist angesichts der vielen Hindernisse, die überwunden werden müssen, damit alles zu 100% erfolgreich und sicher verläuft, keine leichte Aufgabe. Einige dieser Hindernisse wurden bereits dank der gemeinsamen Bemühungen von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt überwunden. Einige von ihnen müssen noch überwunden werden. Die Schwerkraft auf dem Mars und auf der Erde ist einer der auffälligsten Unterschiede zwischen diesen Planeten. Nicht darauf zu achten wäre unglaublich arrogant und ehrlich gesagt dumm. Die Lösung des Schwerkraftproblems wird das Leben zukünftiger Forscher und Kolonisten des Mars erheblich erleichtern.

Die Idee, Resveratrol zu verwenden, ist nicht so verrückt, wie es jemandem auf den ersten Blick erscheinen mag. Diese Substanz kommt in Lebensmitteln vor, die wir nicht so selten essen (und trinken). Da die Verwendung spezieller Trainingsgeräte zur Aufrechterhaltung des Muskeltonus möglicherweise nicht sowohl während des Fluges als auch auf dem Mars selbst verfügbar ist, ist die Verwendung eines passiveren Ansatzes völlig gerechtfertigt. Darüber hinaus kann Bewegung mit Resveratrol kombiniert werden, was eine verbesserte Wirkung haben kann. Die letzte Aussage sowie die für den Menschen erforderlichen Dosierungen von Resveratrol angesichts der unterschiedlichen Physiologie müssen jedoch noch untersucht werden, was die Wissenschaftler in Zukunft tun werden.

Zumindest keine der NASA bietet den Kolonisten an, eine Cyber-Modifikation zu durchlaufen, um ein IEC-Kämpfer zu werden, wie in XCOM. Wie sie sagen, gibt es keine Extremitäten - es gibt keine Probleme mit den Muskeln.





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