Гладкая мускулатура органов пищеварительной системы чувствительна к невесомости

Ученые обнаружили, что в невесомости нарушается сократительная активность гладких мышц в полых органах желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Новые данные необходимо учитывать при планировании длительных космических миссий. Результаты опубликованы в журнале IJMS.

Невесомость влияет практически на все физиологические процессы организма. Поэтому для развития новых космических проектов и пилотируемых миссий важно понимать, какие именно изменения происходят с различными системами организма, прежде всего, наиболее чувствительных к изменению привычного уровня земной гравитации. Некоторые реакции желудочно-кишечного тракта на невесомость уже известны — например, снижение эвакуаторной функции полых органов пищеварительной системы, повышенная секреция желудочного сока, развитие отека слизистых оболочек и др. Однако данных о том, как на невесомость реагируют гладкие мышцы ЖКТ, мало. Исследователи изучили механизм чувствительности к невесомости гладкой мускулатуры ЖКТ.

«Чтобы разрабатывать пилотируемые полеты, нужно учесть факторы, влияющие на здоровье космонавтов. Условия микрогравитации воздействуют на большинство физиологических функций организма и способны вызывать в ряде случаев существенные изменения, поэтому именно к ним приковано внимание большинства космических биологов, физиологов и медиков. Гладкомышечная ткань принимает активное участие в развитии адаптации и патологических состояний, включая условия орбитального полета. Но, несмотря на это, механизмы ее чувствительности к условиям невесомости до сих пор остаются практически неисследованными», — рассказал Дмитрий Атякшин, доктор медицинских наук, директор научно-образовательного ресурсного центра инновационных технологий иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа РУДН.

Российские исследователи изучили гладкие мышцы дна желудка и тощей кишки у грызунов, которые пробыли несколько недель в условиях микрогравитации. Исследование провели на мышах после 30-суточного космического полета на борту биоспутника «БИОН-М» №1 и монгольских песчанках после 12 дней в космосе на борту космического аппарата «Фотон-М» №3. После благополучного приземления лабораторных грызунов ученые исследовали структуры гладкой мышечной ткани их органов.

Ученые обнаружили, что после космического полета у грызунов обоих видов снизилась выработка белка α-гладкомышечного актина (αSMA), который участвует в сокращении гладкой мускулатуры. Например, в мышцах желудка монгольских песчанок, вернувшихся из космического полета, доля αSMA снизилась почти на 15% по сравнению с уровнями в группах сравнения. Чтобы убедиться, что дело именно в невесомости, авторы провели дополнительные тесты, исключающие другие причины. Результаты говорят о том, что гладкая мускулатура ЖКТ чувствительна к невесомости.

«Снижение внутриклеточной выработки актина в мышцах желудка и тощей кишки указывает на высокую гравитационную чувствительность сокращения полых органов пищеварения. Это ставит новые задачи перед космической гастроэнтерологией и делают целесообразным продолжение данного направления исследований. Полученные результаты необходимо учитывать для нивелирования неблагоприятного воздействия биологических эффектов факторов, которые сопровождают космонавтов во время длительных орбитальных миссий на борту МКС», — прокомментировал Дмитрий Атякшин.