客观日本

东北大学和若田宇航员,共同进行利用线虫改善太空肌肉萎缩的实验

2023年01月10日 海洋宇宙

为解决宇宙空间中人体肌肉萎缩等问题,东北大学研究团队在国际宇宙空间站(ISS)开始了相关实验。研究团队通过对线虫施加物理刺激,确认了神经传达物质“多巴胺”和运动能力的下降是否能得到抑制。实验的目的是探索在宇宙空间中缺乏对身体物理刺激时人体产生的影响,并希望通过此举帮助宇宙飞行员进行减压对策等。

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实验由若田光一宇航员在国际宇宙空间站(ISS)进行(JAXA供图)

此前的研究表明,在宇宙生活过的线虫体内代谢肌肉蛋白质和线粒体的酶量会下降,导致运动能力减弱。2022年1月,在模拟宇宙及宇宙环境的地面实验中发现,线虫体内多巴胺的分泌量下降。此次的实验,就是在宇宙中通过给线虫施加物理刺激,确认多巴胺及运动量降低是否有改善等。

实验在ISS的日本“希望”号实验舱进行。实验中,让线虫生活在放入了占培养液5%左右的直径0.2~0.3毫米塑料珠子的环境中,线虫会定期接触到珠子。此实验由停留在ISS的宇宙航空研究开发机构(JAXA)的若田光一宇航员于11月27日开始着手处理线虫,并一直持续到12月11日。作为对象的线虫约有15万只。

通过显微镜观察已证实,线虫运动变得比无珠子时更活跃。研究团队今后还将继续调查详细情况,并计划在2023年1月线虫返回地球后,计划花费2~3个月的时间调查多巴胺及酵素相关基因的状态等。

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通过珠子的物理刺激确认线虫的变化(JAXA供图)

宇宙空间处于让人体漂浮的“微小重力”环境中。以往的研究表明,在这样的环境下,肌肉、骨骼、神经的发育会受到阻碍,从而发生衰弱及老化。为了防止这些现象发生,滞留在ISS的宇航员平时会进行肌肉力量训练及使用了跑步机等的运动。

与地面相比,宇宙中不仅重力变小,外部传递给身体的物理刺激也会变弱。此次实验是以宇宙空间刺激小可能会影响身体为前提实施的。

如果能详细了解物理刺激对身体健康改善的效果,那么此成果除了应用于宇宙之外,还可以应用于地面的健康管理。研究团队认为,此成果对于通过指压和按摩等刺激加快帕金森病等卧床不起的病人的康复可能会起到帮助。对今后进军月球、火星等,需要人类长期逗留宇宙时也能起到作用。

日文:松添亮甫、《日经产业新闻》、2022/12/21
中文:JST客观日本编辑部