Прыгающие мыши показали, что нужно делать астронавтам на Марсе и Луне
Одной из проблем людей в невесомости остается быстрая деградация тканей, без которых активная деятельность или даже простая ходьба затруднена, — например, хрящей в колене и бедре. Ученые нашли способ, как серьезно улучшить ситуацию с минимальными затратами времени.
В ближайшие годы люди вернутся на Луну, а в течение дюжины лет попробуют высадиться на Марс. Если с первой все понятно и, судя по опыту 1960-х, вполне реализуемо, то со вторым сложнее. Ряд научных работ показали, что у астронавтов на МКС довольно быстро деградирует хрящ, покрывающий части костей в коленях. В земных условиях длительное истончение таких хрящей заканчивается остеоартритом и часто полной невозможностью самостоятельно передвигаться из-за острой боли.
Конечно, на МКС истончение хрящей происходит при нулевой силе тяжести, а на Марсе она равна 0,38 от земной. Тем не менее опасения остаются. Что, если после трехмесячного полета к Красной планете (именно такую траекторию планирует компания SpaceX) астронавту будет трудно передвигаться из-за уменьшившейся толщины хрящевой ткани в колене?
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) провели девятинедельный эксперимент над лабораторными мышами, чтобы предупредить такие ситуации. Результаты работы они описали в журнале npj Microgravity.
Ученые распределили мышей на три группы: одной ограничили возможность передвигаться — подвесили заднюю часть тела так, чтобы животное не могло опираться задними лапами на пол. Другую поместили в специальный аппарат (на фото), где мыши должны были совершать прыжки очень плавно возрастающей сложности. Третья группа была контрольной.
Чтобы мотивировать грызунов, исследователи приучили их прыгать на моргание зеленого светодиода. Для этого после его моргания на пол в «прыжковом аппарате» подавали ток — сперва слабый, потом до 175 вольт. Животные практически сразу поняли, что надо прыгать вверх (на платформу с другим полом, куда не подается ток) после сигнала светодиода и еще до подачи тока.
Девять недель эксперимента эквивалентны примерно пяти годам жизни у людей. К концу этого времени у подвешенной группы толщина суставных хрящей в ногах уменьшилась на 14% относительно контрольной группы. У группы прыгунов — напротив, выросла на 26%.
Кроме того, хотя это не было целью эксперимента, прыгающая группа серьезно укрепила свои кости: большеберцовые показали насыщенность минералами на 15% выше, чем у контрольной группы. Губчатая костная ткань на концах костей лап стала существенно толще и прочнее, чем у контрольной группы. Именно она амортизирует ударную нагрузку при прыжках и беге.
Обращает на себя внимание очень небольшой тренировочный объем в этой работе. Мыши прыгали сперва 10 раз за тренировку (на 15 сантиметров), причем лишь трижды в неделю. К концу эксперимента — по 15 раз (на 20 сантиметров), но все равно лишь три раза в неделю. У человека в космосе (и не только) на тренировки обычно уходит намного больше времени. Скажем, космонавты на МКС проводят на тренажере не менее двух часов в день, иначе у них будет быстро снижаться мышечная и костная масса. Тогда по возвращении на Землю они будут, как космонавты миссии «Союз-9», которые после 18 суток полета в тесном корабле (где нет места для тренажеров) не смогли сами дойти до автобуса.
Из своего эксперимента ученые сделали вывод, что нужно адаптировать прыжковые тренировки для астронавтов. Причем начинать такую программу стоит за месяцы до космических полетов. Следует создать и компактный прыжковый аппарат для космоса, чтобы люди тренировались в полете. Не исключено, что такой аппарат снизит общее время, требующееся астронавтам для тренировки сегодня. Это будет особенно ценно на Луне и Марсе, где время людей будет крайне плотно занято. Сходные тренировки, хотя измененного формата, могут быть полезны и для больных остеоартритом (в начальной фазе) на Земле, полагают авторы нового исследования.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии