研究揭示微重力导致被送往太空的果蝇出现心脏缺陷

发表于 4年以前 | 总阅读数：444 次

在太空中呆了很长时间的宇航员在返回地球后报告了一系列令人担忧的健康问题，包括骨密度的显著下降，肌肉萎缩，以及内脏和血液流动的微妙变化。这并不是说人们不能在太空中生存。几十年来，人类已经在国际空间站上连续数月生活在太空中。但在世界各地，航天机构都在努力实现在地球月球上建立前哨站，并最终在火星上建立前哨站的更宏伟目标。

为了实现这些梦想，人类将需要在微重力下度过更长时间。科学家们正在努力更好地了解太空对人体的影响，并开发治疗方法来帮助抵消令人不安的副作用。已知受到太空飞行严重影响的一个重要器官是心脏。对国际空间站上的宇航员进行的超声研究表明，在没有地球引力的情况下，该器官失去了通常的椭圆形，而呈现出更加球形的外观。

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虽然这些实验对研究大规模的结构变化很有帮助，但科学家们渴望进一步了解微重力如何在细胞和分子水平上影响器官，以便开始定制潜在的治疗方法。

为此，研究人员将一群果蝇发射到国际空间站，进行为期一个月的旅行，然后再将受试果蝇送回地球，对其心脏进行研究。几十年来，果蝇一直被科学家用来研究人类健康，因为它们分享了人类中75%的疾病诱发基因。它们的心脏也类似于发育中的人类的管状心脏，在器官发展出四个不同的腔室之前。

在太空期间，这些果蝇被安置在一个专门的盒子里，它们在里面孕育了数百只幼虫。这些幼虫接着在微重力中度过了大约三周的时间，这相当于它们整个生命的一半。在返回地球的24小时内--在微重力的效应消失之前--这些果蝇要接受一系列详尽的测试。这包括保存组织样本，并捕捉受试者心脏跳动的视频，以测量它们将血液推向果蝇身体周围的速度，以及它们的收缩能力--这一指标也被称为收缩力。

研究发现，果蝇的心脏相对于它们在地球上的同类来说已经缩小了，它们的收缩力也降低了，使得它们在泵送血液绕体的效率降低。而且，心脏的实际结构也发生了明显的变形。健康果蝇心脏中本应平行排列的肌肉纤维被发现已经错位，并脱离了周围的结构，使这个器官能够产生推动血液在身体周围流动所需的力量。

“在正常的果蝇心脏中，肌肉纤维的工作原理就像你的手指挤压一管牙膏一样。在太空果蝇中，收缩就像试图通过向下按压而不是挤压来将牙膏弄出来一样，”新研究的共同作者、加州桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所的副教授 Karen Ocorr评论道。“对于人类来说，这可能成为一个大问题。”

“我们非常兴奋地发现了几种ECM相互作用的蛋白质，这些蛋白质在太空果蝇中失调，”这项研究的共同作者、桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所发展、衰老和再生项目的主任和教授Rolf Bodmer博士说。“这些蛋白质以前并不在心脏研究人员的雷达上，所以这可能会加速开发通过减少纤维化来改善心脏功能的疗法。”

科学家们打算继续检查从太空果蝇身上提取的组织样本，以探究它们的旅程如何改变了它们的视觉能力，并确定果蝇幼虫是否可能遗传了任何异常。

有关这项研究的论文已经发表在《细胞报告》上。