Лента новостей

Предложить новость

Новосибирские учёные выяснили, что невесомость способствует деградации мозга

Рубрика: общество, наука

19.01.2016 17:59

Фото с сайта newstes.ru

Учёные Института цитологии и генетики СО РАН в ходе экспериментов над лабораторными мышами выяснили, что невесомость отключает в мозге выработку дофамина, что ведёт к деградации двигательной активности, узнал 19 января корреспондент Сиб.фм из сообщения издания «Наука в Сибири».

Учёные института работали в рамках программы «Бион» — это серия советских и российских космических аппаратов, разработанных ЦСКБ-Прогресс и предназначенных для биологических исследований. С 1997 года в «Бионе» был длительный перерыв, связанный, в первую очередь, с экономическими проблемами, но в конце 2000-х программу удалось возродить силами «Роскосмоса» и Института медико-биологических проблем РАН.

212 крыс и 12 обезьян были подопытными животными в программе «Бион»

В 2013 году был запущен спутник «Бион-М1» — он провёл на орбите в автономном режиме ровно месяц и вернулся на Землю. На борту находились мыши, монгольские песчанки, гекконы, рыбы, улитки, личинки жука-древоточца, микроорганизмы, водоросли, лишайники и некоторые растения. После приземления их изучили учёные РАН.

«Наш институт оказался задействованным в „Бион-М1“ в некоторой степени случайно, — рассказал научный сотрудник Лаборатории нейрогеномики поведения Института цитологии и генетики СО РАН Антон Цыбко, — Была нужна лаборатория, которая могла бы исследовать молекулярные изменения, происходящие в мозге в ходе длительного полёта».

Из 45 отправленных в космос мышей живыми вернулись 26. Песчанки погибли все из-за сбоев в системе автоматической подачи пищи, попадания в движущиеся части кормушки и конфликтов внутри группы.

Чтобы удостовериться, что наблюдаемые эффекты возникают именно из-за состояния невесомости, учёные повторили на Земле. Взяли мышей той же генетической линии, того же возраста и веса и поместили их в те же самые автоматические камеры. Эксперимент показал, полученные изменения — 100% эффект космического полёта.

99% общих генов имеют человек и мышь

«Самые интересные из полученных данных касаются дофаминовой системы. Мы увидели, что экспрессия её ключевых генов снижается после месяца нахождения на орбите. Это результат, с одной стороны, интересный, а с другой — в некоторой степени тревожный. Он говорит о том, что дофаминовая система мозга, которая в норме отвечает за тонкую координацию действий, и вообще — за контроль движений, как бы деградирует. В долгосрочной перспективе подобное изменение может привести к развитию паркинсоноподобного состояния. Потому что, если у вас уменьшается экспрессия фермента, синтезирующего дофамин, то снижается и уровень самого нейромедиатора, и в конечном итоге развивается двигательный дефицит», — рассказал Антон Цыбко.

У дофаминовой системы две функции. Первое — это положительное подкрепление, то есть, получение человеком удовольствия. Второе — контроль движения. Большая часть дофаминовых нейронов находятся в части мозга, отвечающей за координацию и мелкую моторику. Когда развивается болезнь Паркинсона, умирают нейроны, возникает серьёзный дефицит дофамина, и развиваются все негативные симптомы болезни, при которых человек не может контролировать свои движения.

Учёные выяснили, что в космосе нейроны начинают «отключаться» именно из-за невесомости. Поскольку нагрузки на конечности нет, мозг не получает от них сигналов и решает, что больше не нужно поддерживать систему так хорошо, будто щёлкаются тумблеры «это нам не надо, и это тоже, и это». В результате даже на уровне экспрессии генов наблюдается уменьшение активности, говорится в материале.

«Такой физиологический механизм мы отчасти представляли себе, но никто не мог предположить, что всё настолько серьёзно. Думали, никаких важных молекулярных изменений состояние невесомости вызвать не способно. Потом считалось: повреждения могут случаться, но лишь в отдельных клетках... Но сейчас ясно, таким воздействиям подвержены не только костная и мышечная, но и нервная ткань. Это свидетельствует о том, что система перестраивается на глубинном уровне», — сказал учёный.

Однако такие изменения происходят, только если человек или животное совсем не будет двигаться в космосе, в то время как космонавты на орбите специально занимаются физическими упражнениями по четыре часа.

Если пробыть на орбите хотя бы две недели и не выполнять никаких специальных физических упражнений, то по возвращении на Землю состояние человека оказывается очень тяжёлым, и ему требуется долгая реабилитация.

«Дофаминовая система — это ещё не всё. Некоторые серьёзные изменения мы нашли в гипоталамусе — крайне важной структуре мозга, где синтезируются так называемые рилизинг-факторы — гормоны, которые регулируют синтез других гормонов в гипофизе. Здесь также были обнаружены признаки апоптоза (программируемого клеточного „самоубийства“)», — добавил биолог.

Эксперименты, моделирующие состояние невесомости показали, что апоптоз клеток действительно усиливается.

В результате у человека ухудшается метаболизм и нарушаются другие процессы в организме, что в условиях космоса может иметь крайне негативные последствия.

Однако, по словам учёных, изменения не фатальные, а физическая нагрузка полностью препятствует их появлению. У животных двигательная активность восстанавливается за неделю. Уровень серотонина и дофамина возвращается к норме довольно быстро. В течение месяца нейродегенерация произойти не успевает. Запустить же мышей в космос на большее время пока ещё проблематично.

На сегодняшний день эксперимент «Бион-М1» завершён. В ближайшие годы должен быть запущен «Бион-М2».

Ранее исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН выявили взаимосвязь уровня экспрессии белков в крови и нарушений психического здоровья человека.

Комментарии

Лента новостей

Статьи по теме

Image
11.10.2018
Здоровый драйвер роста

В Новосибирской области создадут кластер электронных высокотехнологичных медицинских изделий...

Image
25.09.2018
Широкие горизонты «Академгородка 2.0»

Как учёные трёх ведущих институтов объединили усилия для создания прорывных научных проектов...

Image
02.08.2018
Призы за здоровое питание

Постоянная покупательница сети «Пятёрочка» из Новосибирска стала обладательницей автомобиля...

Image
01.08.2018
Ставим амбициозные задачи

Кандидат в губернаторы Новосибирской области встретился со своими доверенными лицами...

Image
31.07.2018
Футбольные страсти и никакой пропаганды

О футбольной лихорадке, поисках русской водки и впечатлениях иностранцев от ЧМ...

Image
30.07.2018
Стать киприотом

К чему готовиться тем, кто задумал обосноваться на Кипре и получить заветный паспорт...

Популярное

Image

Оказалось, что Денис: обманутый армянин изнасиловал транссексуала в Красноя...

Image

Мать выбросила на улицу эмбрион после выкидыша в Омске

Image

«Переобуйтесь» и будьте особо бдительны: ГИБДД предупредило новосибирцев о ...

Image

Впервые в НСО присяжные решили судьбу убийцы

Image

Новый скорый поезд соединит Новосибирск и Абакан

Image

Слышу голоса мёртвых

Image

Берут для «ритуала»: волонтёров призывают не пристраивать чёрных собак и ко...

Image

Душили, резали и спрятали в коллекторе: в НСО расследуют жестокое убийство

Image

Четыре мертвеца на улицах области шокировали омичей

Image

Еноты-подростки из Новосибирского зоопарка стали героями «тыквенного» видео

Image

Первая ипотека по эскроу зарегистрирована в Новосибирске

Image

Новосибирец предложил списать его долги за «коммуналку» из пенсии отца

Image

Трёхлетний мальчик выпал из окна восьмого этажа — малыш скончался на месте