Salah satu rintangan untuk misi jarak jauh adalah kehilangan otot yang dihidapi oleh angkasawan. Ia disebut atrofi, dan NASA mengatakan bahawa angkasawan dapat kehilangan jisim otot hingga 20% semasa misi hanya 5 hingga 11 hari. Kehilangan otot ini mempengaruhi apa yang disebut "otot anti-graviti," termasuk otot betis, paha depan dan otot punggung dan leher.
Kehilangan otot ini menyukarkan angkasawan untuk menyelesaikan tugas mereka, terutama ketika misi ke Marikh berlaku. Ia juga sangat berbahaya bagi angkasawan, kerana mereka lemah ketika kembali ke Bumi. Sekiranya terdapat masalah semasa masuk semula, dan mereka perlu melakukan prosedur kecemasan yang berat, otot yang hilang boleh menjadi perbezaan antara hidup dan mati.
Kehilangan otot berpunca dari bekerja di persekitaran graviti mikro. Di persekitaran itu, otot anti graviti angkasawan tidak aktif semasa melakukan aktiviti biasa. Angkasawan bersenam hingga 2.5 jam sehari di Stesen Angkasa Antarabangsa untuk memerangi atrofi otot, dengan menunggang basikal pegun, berjalan atau berjoging di treadmill, dan dengan menggunakan RED (Perangkat Latihan Perlawanan.)
NASA baru-baru ini membiayai kajian selama 70 hari mengenai kehilangan otot, untuk menyiasat bagaimana kehilangan otot dapat diminimumkan untuk angkasawan. Kajian ini diterbitkan dalam PLOS One, dengan tajuk yang terlalu panjang untuk diterbitkan semula di sini. Daripada menggunakan angkasawan sebenar sebagai subjek ujian, yang mustahil dilakukan, kajian ini menggunakan subjek yang menjalani HDBR selama 70 hari (Head Down Bed Rest.) HDBR dianggap sebagai proksi yang baik untuk apa yang dialami oleh angkasawan dalam persekitaran graviti mikro.
Kajian itu dilakukan oleh Cawangan Perubatan Universiti Texas (UTMB) oleh sekumpulan besar penyelidik. Semua subjek ujian adalah sukarelawan lelaki berusia 35 tahun, plus atau minus 8 tahun. Terdapat kumpulan kawalan yang tinggal di HDBR selama 70 hari tanpa senaman atau makanan tambahan, kumpulan lain yang menerima plasebo dan senaman, dan kumpulan lain yang menerima suntikan dan latihan testosteron. Sebanyak 24 subjek ujian mengambil bahagian.
Semasa kajian, para penyelidik mengambil biopsi otot yang disebut Vastus lateralis. Ini adalah bahagian terbesar otot quadricep di paha. Sampel tisu ini dianalisis untuk protein.
Apa Yang Mereka Cari?
Para penyelidik menemui beberapa perubahan protein otot pada lateralis Vastus yang terbalik, atau paling tidak tumpul, dengan melakukan senaman. Latihan tersebut menghasilkan organisasi protein yang lebih sihat di dalam serat otot. Rawatan testosteron mendorong perubahan protein lebih jauh yang mendorong pertumbuhan otot melebihi latihan bersendirian.
Itu mungkin tidak terlalu mengejutkan, kerana kebanyakan kita tahu apa yang dilakukan oleh testosteron. Tetapi ada banyak lagi kajian. Pasukan mengenal pasti penanda bio dalam subjek ujian mereka yang berpotensi meramalkan kehilangan otot. Terdapat juga biomarker ramalan yang menunjukkan tindak balas yang kuat terhadap senaman dan rawatan untuk mengatasi kehilangan otot.
"... pengembangan model ramalan yang tepat kemungkinan akan melibatkan algoritma yang merangkumi panel beberapa protein dan faktor."
Dari Kajian "Proteomik penyelidikan otot rangka manusia sebelum dan selepas 70 hari tidur di bawah kepala dengan atau tanpa latihan dan pencegahan testosteron"
Seperti yang mereka katakan dalam kajian mereka, "Penemuan biomarker proteomik sensitif mungkin di masa depan memungkinkan untuk pendekatan perubatan yang dipersonalisasi dengan membantu pengembangan penanggulangan yang lebih terarah berdasarkan profil dasar proteom." Oleh itu, semakin baik mereka mengenali angkasawan, semakin baik mereka dapat meramal dan mencegah kehilangan otot.
"Wawasan unik yang kami perolehi protein otot semasa rehat tidur yang lama dapat diterapkan untuk meramalkan perubahan massa otot / kekuatan dalam pelbagai situasi dan kemudian mengembangkan program latihan dan penanganan hormon yang diperibadikan," kata pengarang kanan E. Lichar Dillon , Penolong profesor UTMB di jabatan perubatan dalaman.
"Kajian ini memberi kita kemampuan untuk mengenal pasti biomarker yang meramalkan betapa rentannya setiap individu terhadap penurunan fungsi otot dan seberapa berkesan latihan dan rawatan hormon yang berbeza dapat memerangi atrofi," kata pengarang kanan Randall Urban, ketua pegawai penyelidik UTMB dan profesor di jabatan perubatan dalaman.
Seperti yang diakui oleh penulis kajian, ini adalah pendekatan yang agak mudah untuk masalah ini, tetapi merupakan langkah pertama yang penting. Walaupun mereka telah mengenal pasti beberapa protein yang berfungsi sebagai biomarker untuk atrofi otot dan rawatan, kemungkinan terdapat sebilangan besar protein yang bekerja bersama.
"Seperti yang diharapkan, tidak ada protein individu yang kami kenal pasti penuh ramalan untuk setiap subjek atau fungsi fisiologi yang diukur, dan pengembangan model ramalan yang tepat kemungkinan akan melibatkan algoritma yang merangkumi panel beberapa protein dan faktor," kata kajian itu.
Maju Ke Marikh
Kami akan pergi ke Marikh, sudah pasti. Sebilangan besar tajuk utama mengenai usaha itu menumpukan pada teknologi untuk menyelesaikan pekerjaan. Roket hebat seperti Space Launch System, dan kapal angkasa seperti Orion, sedang dikembangkan untuk membawa angkasawan ke Marikh dan kemudian pulang.
Tetapi angkasawan itu sendiri yang harus melakukan kerja. NASA mendedikasikan banyak sumber untuk memahami bagaimana mereka dapat bertahan dalam misi panjang itu. Kajian ini, dan banyak lagi yang akan diikuti, akan menjadi bahagian penting dalam misi Mars yang berjaya.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Penyelidik UTMB belajar bagaimana memerangi kehilangan otot semasa penerbangan ruang angkasa dengan lebih baik
- Kertas Penyelidikan: Penyiasatan protein otot rangka manusia sebelum dan selepas 70 hari tidur di bawah kepala dengan atau tanpa senaman dan tindakan pencegahan testosteron
- NASA: Lembar Fakta Atrofi Otot
- NASA: Tubuh Anda Di Angkasa: Gunakan atau Hilang
- Agensi Angkasa Kanada: Apa yang Berlaku pada Otot Di Angkasa?
- Sidney Morning Herald: Angkasawan Scott Kelly mengenai kesan buruk setahun di angkasa lepas
- Space Magazine: Seberapa kuat Graviti di Marikh?
