Anggur dan tikus: penggunaan resveratrol untuk mengembalikan otot di bawah gravitasi Mars

Selama bertahun-tahun, para penulis fiksi ilmiah dari seluruh dunia pada halaman-halaman karya mereka memimpikan perjalanan ruang angkasa dan penjajahan planet-planet yang jauh, yang pertama kali dipikirkan Mars. Planet merah menarik tidak hanya penulis fiksi ilmiah, tetapi juga komunitas ilmiah. Maka pemikiran kolonisasi Mars tidak lagi menjadi gila, dan seluruh dunia terhubung dengan perlombaan ruang angkasa baru. Bagi orang-orang yang pertama kali menginjak permukaan planet keempat dari Matahari, banyak tes akan disiapkan, mulai dari kisaran suhu yang luar biasa (dari 30 ° hingga -170 °) dan diakhiri dengan gravitasi, yang hampir tiga kali lebih sedikit daripada Bumi (3,711 m / s² terhadap Bumi). 9,807 m / s²). Hari ini kita akan berbicara tentang studi di mana para ilmuwan NASA berusaha mengidentifikasi cara-cara baru untuk mengurangi efek negatif dari penurunan gravitasi pada otot manusia. Zat apa yang dapat membantu dengan ini, di mana menemukannya, bagaimana perasaan tikus Mars selama percobaan praktis, dan apa hubungannya anggur merah dengan itu? Kami mempelajari semua ini dari laporan kelompok riset.

Dasar studi

Tidak peduli bagaimana kita berhubungan dengan gagasan kolonisasi Mars, seseorang akan melakukannya cepat atau lambat, atau setidaknya mencoba melakukannya. Dan jika kita ingin agar penerbangan dan waktu yang dihabiskan di planet itu sendiri aman, kita perlu bersiap secara serius.

Dan masalah gravitasi di Mars sangat penting dari sudut pandang biologis bagi semua orang yang memutuskan untuk melakukan penerbangan ke planet merah. Sebelumnya, masalahnya juga bahwa efek penurunan gravitasi pada organisme hidup tidak dipelajari sebagai efek dari gayaberat mikro. Misalnya, astronot di ISS terlibat dalam latihan fisik untuk meminimalkan dampak negatif dari gayaberat mikro.


Karen Nyberg berbicara tentang latihan fisik di ISS, dan lebih khusus lagi tentang treadmill.

Namun, dua PWB (sistem bantalan berat parsial) baru-baru ini dikembangkan untuk mensimulasikan gravitasi parsial untuk tikus dan tikus. Model-model ini memungkinkan kita untuk mempelajari perubahan struktur otot tikus percobaan di bawah kondisi simulasi gravitasi Mars.

Para ilmuwan dalam pekerjaan mereka memutuskan untuk beralih dari pengisian daya dan memperhatikan diet yang dapat membantu menjaga massa tulang dan otot astronot. Salah satu item pada menu diet osteoprotektif adalah anggur merah, karena dibuat dari anggur yang kulitnya mengandung resveratrol (selanjutnya disebut RSV). Tentu saja, Anda dapat melakukannya tanpa anggur, makan anggur sendiri atau produk lain yang mengandung resveratrol (blueberry, mulberry, kakao, kacang-kacangan, dll.). Tetapi di sini pertanyaan tentang preferensi dan konsentrasi gastronomi telah muncul: dalam anggur merah - 0,27 mg per 150 ml, dalam kacang tanah - 0,01-0,26 mg per 146 g, dalam mulberry - 50 μg per 1 g, dll. Selain itu, resveratrol hanya dapat digunakan sebagai suplemen makanan, tetapi tidak begitu menarik, bukan? Tapi kami terganggu.

Dalam karya ini, para ilmuwan, menggabungkan model PWB dan informasi mengenai sifat osteoprotektif dari resveratrol, melakukan percobaan praktis yang melibatkan tikus percobaan.

Persiapan untuk eksperimen

Percobaan melibatkan 24 tikus Wistar jantan (spesies tikus laboratorium khusus dibesarkan), berat rata-rata masing-masing adalah sekitar 425,73 g, dan usianya adalah 14 minggu. Semua subjek eksperimental ditempatkan di ruang dengan suhu terkendali (22 ° C) dan siklus pencahayaan 12:12 jam.



Semua subjek mengenakan PWB, seperti yang terlihat pada foto di atas. Dengan demikian, tingkat gravitasi yang diperlukan untuk penelitian ini tercapai - 0,4 (PWB40), yaitu 40% gravitasi Bumi (PWB100).

Setengah dari tikus percobaan diberikan secara oral 150 mg / kg resveratrol setiap hari. Total ada 4 kelompok: PWB40, PWB100 dan PWB40 + RSV, PWB100 + RSV.

Setiap minggu, tikus dari kedua kelompok diperiksa dengan menimbang dan mengukur lingkar kaki. Kekuatan kaki depan dan belakang juga diperiksa setiap minggu dengan meter kekuatan mencengkeram.

Setelah 14 hari pengujian, otot-otot gastrocnemius dan soleus diambil. Pertama, massa mereka diukur, setelah itu otot ditempatkan dalam formalin 10% selama 48 jam dan ditutup dengan parafin untuk analisis imunohistokimia.

Hasil Eksperimen

Gambar No. 1: perubahan berat badan, keliling, dan kekuatan cengkeraman anggota tubuh subjek eksperimental dari 4 kelompok.

Seperti dapat dilihat dari grafik 1A , penambahan resveratrol tidak mempengaruhi berat badan subjek percobaan. Lingkar tungkai dari kelompok eksperimen PWB40 menurun secara signifikan dibandingkan dengan kelompok awal (sebelum percobaan) dan lebih kecil dari kelompok eksperimen kelompok kontrol (PWB100 dan PWB100 + RSV), yang mengalami gravitasi bumi ( 1B ).

Namun, setelah 14 hari, hanya tikus dari kelompok PWB40 yang menunjukkan cengkeraman kaki depan lebih rendah dari pangkal dan kekuatan cengkeraman kaki belakang lebih rendah daripada kelompok eksperimen semua kelompok lain ( 1C ). Artinya, tikus yang mengalami gravitasi Mars menjadi lebih lemah dibandingkan dengan tikus yang mengalami gravitasi terestrial dengan / tanpa resveratrol atau Mars, tetapi dengan resveratrol. Penurunan yang signifikan dalam kekuatan pegangan tungkai belakang ( 1D ) sudah terlihat 7 hari setelah dimulainya percobaan.

Penggunaan resveratrol menjaga daya tangkap pada tingkat pra-eksperimental pada tikus yang menjadi sasaran gravitasi Mars ( 1C dan 1D ).


Gambar No. 2. Hasil analisis massa otot: otot triceps kaki, terdiri dari otot soleus ( A ) dan gastrocnemius ( D ); area cross-sectional (CSA): soleus ( B ) dan gastrocnemius ( E ). Gambar otot soleus ( C ) dan gastrocnemius ( F ) dari 4 kelompok eksperimen.

Massa otot soleus pada tikus dari kelompok PWB40 menurun secara signifikan, seperti halnya CSA, dibandingkan dengan kelompok PWB100, mis. dengan gravitasi bumi, dan PWB100 + RSV. Tetapi pada tikus dari kelompok PWB40 + RSV, penggunaan resveratrol mencegah atrofi otot dan CSA yang disimpan sebagian.

Pada saat yang sama, anehnya, penggunaan resveratrol dalam gravitasi terestrial (kelompok PWB100 + RSV) praktis tidak berpengaruh.

Seperti dapat dilihat pada gambar 2C , ada penurunan yang signifikan dalam tingkat perubahan dalam jaringan otot rangka pada otot soleus kelompok eksperimental PWB40 + RSV. Otot betis pada kelompok eksperimental PWB40 menurun secara signifikan dalam massa ( 2D ) dan CSA ( 2E , 2F ). Pada saat yang sama, penggunaan resveratrol meningkatkan massa otot kelompok eksperimental PWB40 + RSV, tetapi tidak sepenuhnya mengembalikan CSA.

Para ilmuwan juga mencatat bahwa penggunaan resveratrol tidak mempengaruhi kondisi umum dari subjek eksperimental, yaitu, tidak ada efek samping, seperti kehilangan nafsu makan, yang dapat menyebabkan penurunan massa otot.

Jika kita membandingkan keempat grup, maka dua di antaranya identik dalam hal kinerja - PWB40 + RSV dan PWB100. Dengan kata lain, tikus yang berada di bawah pengaruh gravitasi Bumi tidak berbeda (dalam hal kondisi otot) dari tikus yang berada di bawah pengaruh gravitasi Mars, tetapi pada saat yang sama mereka menggunakan resveratrol.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca laporan para ilmuwan .

Epilog

Bepergian ke Mars bukanlah tugas yang mudah, mengingat banyak kendala yang harus diatasi agar semuanya berjalan 100% dengan sukses dan aman. Beberapa dari hambatan ini telah diatasi berkat upaya kolektif para ilmuwan dari seluruh dunia. Beberapa dari mereka masih harus diatasi. Gravitasi di Mars dan di Bumi adalah salah satu perbedaan paling mencolok antara planet-planet ini. Tidak memperhatikan ini akan menjadi sangat arogan dan terus terang bodoh. Memecahkan masalah gravitasi akan sangat memudahkan kehidupan para peneliti dan kolonis Mars di masa depan.

Gagasan untuk menggunakan resveratrol tidak segila kelihatannya bagi seseorang pada pandangan pertama. Zat ini hadir dalam makanan yang kita makan (dan minum) tidak begitu jarang. Mengingat bahwa penggunaan peralatan pelatihan khusus untuk mempertahankan tonus otot mungkin tidak tersedia selama penerbangan dan di Mars sendiri, penggunaan pendekatan yang lebih pasif sepenuhnya dibenarkan. Selain itu, olahraga dapat dikombinasikan dengan resveratrol, yang dapat memiliki efek yang lebih baik. Namun, pernyataan terakhir, serta dosis resveratrol yang diperlukan untuk manusia, mengingat fisiologi yang berbeda, belum dipelajari, yang akan dilakukan para ilmuwan di masa depan.

Setidaknya tidak ada satu pun dari NASA yang menawarkan para penjajah untuk melakukan modifikasi dunia maya untuk menjadi pejuang IEC, seperti di XCOM. Seperti yang mereka katakan, tidak ada ekstremitas - tidak ada masalah dengan otot.





Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami buat untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?