W kosmosie starość nadejdzie szybciej

Wyizolowane laboratoryjnie komórki ludzkie umieszczone w warunkach, w których praktycznie nie działa ziemska grawitacja, starzeją się szybciej od takich samych komórek hodowanych na powierzchni naszej planety.

Stwierdzili to eksperymentalnie naukowcy z włoskiego Instituto di Scienze e Technologie Molecolari w Mediolanie. Zespołem kieruje dr Silvia Bradamante. Informacje o ich eksperymentach zamieszcza pismo „Faseb Journal".

Bardzo ważne komórki

Doświadczenie zostało przeprowadzone na ludzkich komórkach śródbłonka. Pełnią one bardzo ważną rolę w organizmie, występują w naczyniach krwionośnych i limfatycznych, ściśle do siebie przylegają, tworzą wewnętrzną warstwę tych naczyń – to bariera między krwią i mięśniami. Są komórkami aktywnymi fizjologicznie, uczestniczą w przenoszeniu substancji chemicznych oraz wydzielają szereg substancji aktywnych biologicznie.

Komórki takie hodowano przez dziesięć dni na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz w ziemskim laboratorium. Po tym okresie naukowcy stwierdzili, że istnieje różnica w aktywności i ekspresji genów komórek w obu hodowlach. Ogółem stwierdzono różnice w aktywności 1023 genów. Większość z nich uczestniczy w takich mechanizmach, jak przyleganie komórek, ich reakcja na stres, cykl rozwoju i apoptoza (naturalny proces zaprogramowanej śmierci komórki w organizmie wielokomórkowym).

Poza tym badacze zaobserwowali w komórkach hodowanych na orbicie wzmożone wytwarzanie dwóch cytokin – interleukiny 1alfa oraz interleukiny 1beta.

Cytokiny są substancjami regulującymi aktywność krwinek i innych komórek podczas procesów zapalnych. Interleukiny 1alfa oraz 1beta powodują tzw. stres oksydacyjny, inaczej stres tlenowy, występujący w komórkach żywego organizmu. Jest to stan zaburzonej równowagi między antyoksydantami (przeciwutleniaczami np. takimi jak witaminy C, E) i prooksydantami, tj. utleniaczami (np. fenole).

W rezultacie w komórkach śródbłonka hodowanych na orbicie rozwinął się stan zapalny, a w jego następstwie miażdżyca.

– Komórki na orbicie były biologicznie starsze od żyjących na Ziemi. Proces starzenia się ponad 400 km nad powierzchnią globu przebiega dziesięciokrotnie szybciej, zegar biologiczny w takich warunkach jest rozregulowany. Odkrycie to, podobnie jak stwierdzoną już wcześniej utratę masy kostnej i mięśniowej na orbicie, trzeba brać pod uwagę, planując międzyplanetarne wyprawy. Generalnie wydaje się, że komórki ludzkiego ciała źle znoszą brak grawitacji – wyjaśnia dr Silvia Bradamante.

Pogląd taki potwierdza eksperyment przeprowadzony przez naukowców z Uniwersytetu w Sydney. Wykorzystali oni aparaturę skonstruowaną przez specjalistów z NASA do symulowania warunków braku grawitacji. Umieścili w niej mysie komórki macierzyste, po czym zbadali powstałe w nich białka.

Okazało się, że komórki poddane eksperymentowi wytwarzały więcej białek źle wpływających na gęstość masy kostnej.

Nie tylko straty

Jednak wpływ braku grawitacji na komórki nie jest jednoznacznie negatywny. Wskazują na to wyniki eksperymentu przygotowanego przez naukowców z brytyjskiego Uniwersytetu Nottingham, zespołem kierował dr Nathaniel Szewczyk. Do eksperymentu użyto nicieni z gatunku Caenorhabditis elegans. Celem było poznanie przyczyny utraty tkanki mięśniowej na orbicie, na pokładzie ISS. Chodziło o zbadanie zachowania różnych genów regulujących procesy zachodzące w tkankach.