Мышечный тонус потенциальных марсонавтов может ухудшать пониженная гравитация, но ресвератрол смог защитить их от этого
Практика космических полетов показала, что если космонавты не упражнялись вне земной гравитации, то уже через 18 суток временно теряли возможность стоять на ногах в земных условиях и периодически теряли сознание. Это происходило из-за быстрой потери мышечной массы, и особенно — камбаловидных мышц икр, которые в нормальных условиях несут на себе вес стоящего и идущего человека. При полете, например, к Марсу невесомость может продлиться от четырех до девяти месяцев, а само пребывание там, может растянуться как минимум на два года (именно за этот промежуток планета максимально сближается с Землей).
Таким образом, участникам потенциальной марсианской экспедиции придется провести при малой гравитации очень большое время, что чревато большими проблемами по возвращении обратно. Чтобы бороться с этим, можно использовать нагрузочные костюмы (вроде советского «Пингвин-3») или даже миницентрифуги, которые создают имитацию нормального тяготения, но все эти рецепты не универсальны. Нагрузочный костюм не функционирует ночью, когда человек спит, а миницентрифуга занимает несколько квадратных метров — при том, что на космическом корабле очень мало места.
Авторы новой работы провели эксперимент, в результате которого попытались понять, можно ли облегчить пребывание на Марсе с помощью тщательного подбора диеты. Для этого они взяли 24 самца крыс и поместили половину из них в условия, имитирующие марсианскую силу тяжести (на Марсе она равняется 0,38 земной, в эксперименте ученые использовали аналог 0,40 земной). Эти условия представляли собой специальный «костюм», подвешенный на цепях в воздухе.
Половине каждой из двух групп давали (с водой) ресвератрол, в пропорции 150 миллиграмм на килограмм массы животного в сутки. Таким образом, всего в эксперименте участвовало четыре подгруппы — одна при нормальном тяготении и без ресвератрола, другая при имитации 0,4 земного тяготения без ресвератрола, одна при земном тяготении с ресвератролом, и одна – при имитации марсианской силы тяжести с ресвератролом. Исходно масса всех животных находилась в промежутке 425,0 ± 6,73 грамма.
Через 14 дней эксперимента ученые измерили у всех крыс окружность камбаловидной и икроножной мышц ног, а затем проверили способность их лап сжимать объекты. Эти показатели уменьшились у обеих групп, а у крыс, живших при земном тяготении, мышцы остались в прежнем состоянии.
Однако те крысы, что жили при аналоге марсианской гравитации, но получали ресвератрол, сохранили силу сжатия (де-факто она даже выросла на 10,92% в сравнении с уровнем до начала эксперимента). А вот те шесть крыс, что жили при марсианском тяготении, но без ресвератрола, ослабили хватку — она уменьшилась на 6,18%. Таким образом, исследование показало, что прием ресвератрола должен уменьшать деградацию мышц при пониженном тяготении, при этом общий вес животных из-за него не меняется.
В заметных количествах ресвератрол содержится в красном вине, изюме и винограде, в космическом же полете и во время пребывания на Марсе его можно добавлять в воду, как это делали с животными в эксперименте.
Скорее всего, полагают авторы, ресвератрол повышает чувствительность к инсулину. Благодаря этому в организм поступает больше глюкозы, за счет чего мышцы хоть и уменьшаются в размерах, но силу свою не теряют (по крайней мере, в кратковременных усилиях).
В то же время у работы есть ряд ограничений. Во-первых, в каждой из подгрупп было достаточно мало крыс — всего шесть. Во-вторых, все четыре группы ученые исследовали в течение всего 14 дней, а люди проведут на Красной планете гораздо больше. Насколько можно переносить выводы, сделанные за 14 дней, на двухлетний опыт — не ясно.
Кроме того, авторы не давали крысам бегать в колесе. В то же время, астронавты в космосе регулярно занимаются физическими упражнениями. Исследователи рассказали журналистам, что при полете на Марс возможности заниматься физическими упражнениями у людей не будет в связи с тем, что место на корабле будет ограничено. Но откуда они взяли это предположение, не вполне понятно. Сегодня инженеры разрабатывают всего один корабль для такого полета — ракету Starship компании SpaceX, и по планам его герметизированный объем должен быть равен 850 кубическим метрам, что близко к среднему американскому загородному жилому дому или внутреннему объему всей МКС. В таком пространстве вполне можно разместить спортивные снаряды.
При тренировках динамика мышечной массы была бы совсем иной. Кроме того, регулярные упражнения крыс в беговом колесе позволили бы лучше оценить влияние ресвератрола на долговременную выносливость животных при пониженной силе тяжести.