As naves espaciais são agressivas para o corpo dos mamíferos.
Os fluidos são redistribuídos de maneira surpreendente, equipamentos de proteção pesados podem causar danos físicos e, sem o estresse constante de combater a gravidade, tecido À medida que músculos e ossos se deterioram com relativa rapidez.
A maioria dessas mudanças melhora gradualmente após o retorno dos astronautas à Terra. Mas uma consequência potencial dos voos espaciais é particularmente preocupante.
Ratos voam na experiência da Estação Espacial Internacional degradação Cartilagem que amortece o osso no suporte de carga Articulações do joelho. A cartilagem articular tem uma capacidade limitada de auto-reparação.
Os cientistas agora pensam ter encontrado uma possível contramedida.
Ratos tratados com um composto vegetal chamado kaempferol antes e durante condições simuladas de voo espacial experimentaram perda de cartilagem menos severa do que ratos não tratados.
O estudo também identificou uma via molecular chave por trás do dano, revelando que uma proteína chamada NOX4 impulsiona a disfunção mitocondrial nas células da cartilagem.
A descoberta pode ajudar os cientistas a compreender melhor a osteoartrite do joelho, uma doença comum na qual a cartilagem da articulação se desgasta gradualmente com o tempo.
Os efeitos do voo espacial na cartilagem humana são pouco compreendidos, e a cartilagem Não fortemente monitorado ou protegido.
Como um Revisão de 2022 Conforme observado no estudo atual sobre cartilagem articular e voos espaciais, os astronautas mostraram níveis mais elevados de biomarcadores associados à degradação da cartilagem.
Quando combinados com estudos em ratos, estes resultados levantam preocupações de que voos espaciais de longa duração possam aumentar o risco de osteoartrite do joelho.
Uma equipe liderada por pesquisadores da Universidade de Pittsburgh queria aprender mais sobre como os danos à cartilagem podem afetar os voos espaciais humanos, especialmente em missões de longa duração, como as de Marte.
“Neste estudo”, escreveram eles em um artigo publicado ciência avançada“Nós levantamos a hipótese de que a exposição às condições de voo espacial induz disfunção mitocondrial e degeneração da cartilagem, e que a preservação da função mitocondrial protege contra danos à cartilagem”.
Por razões éticas, não podemos realmente colocar humanos de cabeça para baixo numa caixa e bombardeá-los com radiação, por isso os investigadores optam por realizar os seus estudos em ratos.
O estudo envolveu vários grupos de ratos.
Primeiro, os investigadores examinaram ratos que passaram 60 dias na ISS e compararam-nos com ratos que permaneceram aqui na Terra nas mesmas condições, recebendo os mesmos cuidados e dieta, mas sem exposição à microgravidade ou ao ambiente espacial.
Eles também colocaram camundongos em uma simulação terrestre de voo espacial – recintos nos quais as patas traseiras dos camundongos foram elevadas para simular a microgravidade, enquanto eles eram expostos a uma mistura de radiação produzida em laboratório projetada para imitar os raios cósmicos galácticos.
Em comparação com os ratos de controlo, tanto os ratos ISS como os ratos na condição simulada mostraram sinais de danos na cartilagem.
O próximo passo foi identificar por que o dano estava ocorrendo.
Os pesquisadores cultivaram cartilagem humana a partir de células-tronco (isoladas da cabeça femoral) e a colocaram em um biorreator rotativo para simular a microgravidade, mas sem radiação.
Os resultados deste experimento mostraram que a microgravidade exerce pressão sobre a cartilagem. Produz altos níveis de marcadores inflamatórios e moléculas reativas de oxigênio prejudiciais, levando a sinais de envelhecimento celular e perda de energia mitocondrial, entre outras características da cartilagem saudável.
Os pesquisadores identificaram essas mudanças NOX4Uma proteína que promove estresse oxidativo e disfunção mitocondrial.
O passo final foi introduzir um composto chamado kaempferol.
É um flavonol natural encontrado em muitas plantas que comemos, como verduras escuras, chá, feijão, frutas vermelhas e outras frutas e vegetais. pode liga-se ao NOX4 e reduzir sua atividade.
Estudos anteriores mostraram que o kaempferol reduz Estresse oxidativo E Danos mitocondriais. É importante ressaltar que estudos em ratos demonstraram que também pode Retarda a progressão da osteoartrite do joelho.
Quando ratos em condições simuladas de voo espacial foram tratados com kaempferol oral, a diferença foi significativa.
Eles tiveram menos perda de cartilagem, mitocôndrias mais saudáveis, menos inflamação e níveis mais baixos de moléculas reativas de oxigênio prejudiciais.
O dano não foi completamente evitado, mas foi significativamente menos grave do que o dano sofrido por ratos não tratados.
Este ainda é um estudo em estágio muito inicial, com algumas limitações significativas.
Foi conduzido em ratos, não em humanos, e embora os investigadores tenham testado ratos que passaram algum tempo na ISS, os efeitos protetores do kaempferol só foram testados em simulações de voos espaciais em terra, e não durante missões reais.
Também testou uma preparação pura de kaempferol numa dose cuidadosamente controlada, pelo que os resultados não podem ser interpretados como significando que uma dieta rica em kaempferol evitará problemas nos joelhos.
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No entanto, oferece alguns caminhos realmente promissores para pesquisas futuras.
A equipe identificou um mecanismo mitocondrial por trás da degeneração da cartilagem do joelho durante voos espaciais e encontrou uma maneira promissora de retardar esse processo.
E, uma vez que o mesmo processo está envolvido na osteoartrite do joelho, a descoberta pode ajudar os cientistas a trabalhar para melhorar vidas. Milhões de pessoas Afetados por condições degenerativas em todo o mundo.
E se você quiser comer mais espinafre de qualquer maneira… bem, há mais evidências de que certamente não faz mal.
O estudo foi publicado ciência avançada.
Este artigo foi verificado por Carly Casella e editado por Rebecca Dyer. Embora nos orgulhemos de nosso processo, somos apenas humanos. Se você encontrar um erro, avise-nos.
