变形？收缩？太空飞行会对心脏产生怎样的影响？

Science_北京

不惧过往，不畏将来！11-27 15:00

科学家们发现：果蝇的心脏在经历长时间的太空飞行后，其结构和生化指标会产生深远变化，而宇航员很可能也会遭受类似影响。

科学家们将装满果蝇的小瓶送到了国际空间站

当地时间11月25日，来自美国桑福德·伯纳姆·普雷比斯医学发现研究所的科学家们在《细胞报告》杂志中发表论文称，果蝇的心脏在经历长时间的太空飞行后，其结构和生化指标会产生深远变化，而宇航员很可能也会遭受类似影响。

这项研究不仅能使宇航员受益，还可能有助于开发保护心脏健康的医疗措施，帮助长期卧床休息或患有心脏病的地球居民。

过去的研究表明，在微重力条件下，人类心脏的形状会从椭圆形变成球形。太空飞行还会导致心肌萎缩，降低其向全身泵血的能力。然而，目前太空飞行中心脏研究的样本较少，驱动其转变的细胞和分子变化也尚未揭示。

“为了我们建立太空基地的计划，了解长时间的微重力环境对人体的影响是非常必要的。”Sharmila Bhattacharya博士说，他是美国宇航局的首席科学家，也是这项研究的作者之一。“我们的研究结果表明，微重力对心脏有巨大的影响，这意味着长时间的太空飞行可能需要医疗干预。此外，我们的研究也为心脏病治疗指明了几个方向。”

果蝇是研究人类心脏的良好模型，它们的管状心脏与人类胚胎期的心脏很相似。在研究中，科学家们向国际空间站运送了一批装着果蝇的小瓶，让它们进行了历时一个月的太空飞行。

在太空中，这些果蝇产生了数百后代，在微重力作用下生活了3周（相当于人类30年），最终被运回实验室进行测试分析。测试指标包括攀爬能力、心脏收缩力和心率、基因表达变化等。

结果发现，经历过太空飞行的果蝇的心脏更小，收缩性更弱，泵血能力降低，这和宇航员的症状是一致的。此外，心脏组织也经历了大范围重塑：平行的肌纤维变得不对称，与周围纤维结构“失联”，从而导致泵血功能受损。

更令人惊讶的是，经历过太空飞行的果蝇心脏的纤维细胞外基质（ECM）明显减少（在心脏受伤后，这种支持组织经常过度增生，干扰心脏功能）。

研究通讯作者Rolf Bodmer说：“能发现一些在太空飞行中失调的ECM互作蛋白令我们十分振奋，这可能有助于减少纤维化来改善心脏功能的疗法开发。”

目前，研究人员仍忙于分析这项研究的遗传和分子数据。他们相信以上信息只是 “冰山一角”——太空飞行中的视力问题、遗传效应也都非常值得关注。虽然这类研究的首要目标是宇航员健康，但最终，地球居民可能才是最大受益者。

编译：花花

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《细胞报告》

期刊编号：2211-1247

原文链接：

https://phys.org/news/2020-11-fruit-flies-reveal-insights-space.html

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