細(xì)胞如何幫助阿爾忒彌斯宇航員鍛煉

細(xì)胞如何幫助阿爾忒彌斯宇航員鍛煉
美國國家航空航天局的細(xì)胞獵戶座飛船將使用基于歐洲自動轉(zhuǎn)運車(ATV)的模塊將宇航員運送到比以往任何時候都更遠(yuǎn)的太空。資料來源:NASA
(神秘的何幫地球uux.cn)據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)(作者:Matt Williams, Universe Today):2033年,美國國家航空航天局和中國計劃向火星發(fā)射第一批載人任務(wù)。爾忒石家莊外圍(外圍聯(lián)系方式)(電話微信156-8194-*7106)全國1-2線熱門城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)這些任務(wù)將每兩年在地球和火星位于其軌道上最近的宇航員鍛點(火星反對派)時發(fā)射一次。使用常規(guī)技術(shù),細(xì)胞這些任務(wù)需要六到九個月才能到達(dá)這顆紅色星球。何幫這意味著宇航員可以在微重力環(huán)境中度過長達(dá)一年半的爾忒時間,然后在火星重力(約為地球重力的宇航員鍛40%)下進(jìn)行數(shù)月的表面作業(yè)。這可能會對宇航員的細(xì)胞健康造成嚴(yán)重后果,包括肌肉萎縮、何幫骨密度下降和心理影響。爾忒石家莊外圍(外圍聯(lián)系方式)(電話微信156-8194-*7106)全國1-2線熱門城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)
在國際空間站(ISS)上,宇航員鍛宇航員保持嚴(yán)格的細(xì)胞鍛煉計劃以減輕這些影響。然而,何幫宇航員在前往火星的爾忒途中不會有同樣的選擇,因為他們的運載工具(獵戶座飛船)的體積要小得多。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn),貝克曼高級科學(xué)與技術(shù)研究所的Marni Boppart教授和她的同事正在開發(fā)一種使用再生細(xì)胞的方法。這項工作有助于確保宇航員健康、精力充沛地抵達(dá)火星,并做好探索準(zhǔn)備。
Boppart是貝克曼研究所和伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校應(yīng)用健康科學(xué)學(xué)院(CAHS)的運動學(xué)和社區(qū)健康教授。在加入UIUC之前,Boppart是美國空軍的一名軍官和航空生理學(xué)家,專門研究高空健康危害。她目前的研究集中在分子水平上的肌肉損失和增加,她希望這將導(dǎo)致在行動和鍛煉受限的情況下恢復(fù)力量的策略。
考慮到微重力對人體的影響,這種情況會帶來問題。由于國際空間站上正在進(jìn)行的研究,如NASA著名的雙胞胎研究,這些生理效應(yīng)得到了充分的證明。正如Boppart在貝克曼研究所最近的新聞稿中所述:
細(xì)胞如何幫助阿爾忒彌斯宇航員鍛煉
獵戶座乘員艙的剖面圖。資料來源:NASA
“宇航員在僅僅兩周后可以減掉20%的肌肉,每個月可以減掉1-2%的骨密度。太空旅行的時間越長,人體組織和生理系統(tǒng)的退化越嚴(yán)重。但即使是最劇烈的運動在太空執(zhí)行的協(xié)議不足以克服微重力的負(fù)面影響。需要傳統(tǒng)運動的替代方案,最好是基于運動原則。"
Boppart和她的同事開始研究細(xì)胞在太空探索中的再生能力,以響應(yīng)由美國國家航空航天局人類研究計劃資助的太空健康轉(zhuǎn)化研究所(TRISH)發(fā)起的太空健康生物醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展(BRASH)征集。該研究所要求研究人員研究通過增強(qiáng)人體自身的維護(hù)和細(xì)胞修復(fù)能力來確保宇航員健康和性能的新方法。他們表示,這些方法將成為長期探索任務(wù)的一部分,包括NASA的阿爾忒彌斯計劃和未來的載人火星任務(wù)。
阿爾忒彌斯號的任務(wù)架構(gòu)是獵戶座飛船,它將把四名宇航員運送到月球。該計劃將自1972年阿波羅17號任務(wù)著陸以來,首次將兩名宇航員送上月球表面(阿爾忒彌斯III)。然而,阿爾忒彌斯的長期目標(biāo)是建立一個“持續(xù)的月球探索和開發(fā)”計劃,其中包括創(chuàng)建阿爾忒彌s大本營和月球門戶等基礎(chǔ)設(shè)施,以促進(jìn)未來十年的火星任務(wù)。
“獵戶座”飛船的體積有限,因為它設(shè)計用于三種功能,包括宿舍、餐廳和控制室。盡管其總加壓體積為20立方米(690.6立方英尺),但可居住空間的體積僅為9立方米(316立方英尺)。這就為類似宇航員在國際空間站上使用的阻力和耐力設(shè)備留下了很小的空間。相反,Boppart和她的團(tuán)隊專注于運動期間和運動后人體內(nèi)發(fā)生的細(xì)胞活動。
當(dāng)我們進(jìn)行無氧(舉重)或有氧(跑步等)活動時,我們的身體會產(chǎn)生“應(yīng)激反應(yīng)”。這包括釋放到血液中的內(nèi)啡肽等化學(xué)物質(zhì),以增強(qiáng)身體保持活力的能力。這些化學(xué)有效載荷中的一些包裹在一層被稱為細(xì)胞外囊泡的脂質(zhì)(脂肪細(xì)胞)保護(hù)層中,這種保護(hù)層因其在細(xì)胞間傳遞恢復(fù)性化學(xué)物質(zhì)的能力而得名。Boppart和她的團(tuán)隊認(rèn)為,即使在沒有運動的地方,細(xì)胞外小泡及其攜帶的化學(xué)物質(zhì)也會引發(fā)運動的恢復(fù)作用。
由于他們的研究,Boppart和她的同事獲得了TRISH的100萬美元贈款,將在未來兩年內(nèi)分散。他們研究的主要目的是利用自然(志愿者)和實驗室人工產(chǎn)生的細(xì)胞外囊泡。當(dāng)給宇航員服用時,這些囊泡將復(fù)制宇航員運動的恢復(fù)效果,并對抗微重力的影響,而無需占用大量空間的重型設(shè)備。正如Boppart總結(jié)的:
“當(dāng)我們運動時,受益的不僅是我們的肌肉,還有包括大腦和皮膚在內(nèi)的所有組織。我們TRISH贊助的研究將直接測試運動后釋放的細(xì)胞外囊泡保護(hù)太空中人類健康的能力。宇航員是這項資助研究的目標(biāo)人群,但其結(jié)果可能用于預(yù)防、維持或治療各種疾病。”ns與不活動和廢用有關(guān),包括衰老、殘疾甚至疾病,這將是非常令人滿意的。"
綜合
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