Лабораторная мышь в условиях невесомости на борту космической станции. Источник: AI
Пока Илон Маск (Elon Musk) рисует красивые рендеры городов на Марсе и обещает билеты в один конец, ученые из Университета Род-Айленда (University of Rhode Island) занимаются менее романтичными, но значительно более важными делами — выясняют, во что превратятся ваши ноги после месяца жизни в условиях слабой гравитации. Спойлер: ничего хорошего, если вы не планируете передвигаться на инвалидной коляске.
Для эксперимента на Международную космическую станцию (МКС) отправили 24 мыши, которых разделили на группы с разным уровнем смоделированной гравитации: 0.33g (почти как на Марсе), 0.67g и земные 1g. В течение 28 дней грызуны жили в специальных центрифугах, пока исследователи наблюдали за тем, как быстро их тела начинают «сдаваться» перед физикой космоса. Это исследование критически важно, ведь моделировать частичную гравитацию на Земле — удовольствие дорогое и технически сложное.
Порог выживания для мышц
Результаты, опубликованные в журнале Frontiers in Physiology, оказались неутешительными для будущих марсианских поселенцев. Оказалось, что гравитация Марса, которая составляет примерно 0.38g, недостаточна для того, чтобы остановить деградацию тканей. Больше всего пострадали икроножные мышцы, которые отвечают за движение и поддержание равновесия. Даже при 0.33g мыши демонстрировали значительную атрофию и потерю силы в передних конечностях.
Профессор Мари Мортро (Marie Mortreux) из Лаборатории метаболизма и биологии мышц отметила, что для поддержания нормального функционирования организма человеку нужна гравитация не менее 0.67g. Это «золотая середина», которая позволяет избежать критической потери мышечной массы без использования сложных тренажеров или медикаментов.
Лабораторные мыши помогают понять пределы выносливости. Иллюстрация: AI
Генетическая измена
Проблема не только в том, что мышцы становятся слабее из-за отсутствия нагрузки. Исследование показало, что низкая гравитация активирует гены, ответственные за распад белков в мышцах. Организм просто решает, что держать себя «в форме» в таких условиях — это слишком энергозатратно, и начинает самоуничтожение. Даже марсианские 0.38g не способны «выключить» этот механизм деградации.
Это ставит под сомнение возможность длительного пребывания человека на Марсе без создания искусственной гравитации или разработки новых фармакологических стратегий. На данный момент ученые планируют искать методы, как «обмануть» биологию, чтобы мышцы не исчезали быстрее, чем астронавты успеют установить флаг на новом месте. Пока что выглядит так, что без ежедневных многочасовых тренировок в стиле «космического кроссфита» колонизаторы рискуют стать слишком слабыми для самостоятельного передвижения уже через несколько месяцев.
Кстати, пока одни ученые думают, как спасти ваши мышцы в космосе, другие ищут способы изменить фундаментальные технологии на Земле. Например, стартап Lace Lithography планирует пересмотреть подход к производству чипов, используя гелий вместо привычного света.