Эксперимент с мышами на МКС подтвердил: основная причина деградации костей

Эксперимент с мышами на МКС подтвердил: основная причина деградации костей — не радиация, а нехватка нагрузки

31.03.2025 08:53:00 | iXBT.com

Исследование NASA на мышах, проведённое на МКС, подтвердило, что основная причина потери костной ткани в космосе — отсутствие механической нагрузки, а не радиация или системные факторы. Результаты, опубликованные в рамках самой продолжительной серии экспериментов с грызунами в невесомости, указывают на необходимость пересмотра подходов к защите здоровья астронавтов в длительных миссиях.

В эксперименте 37 мышей провели месяц на орбите. Анализ их скелетов выявил значительную деградацию в зонах, которые на Земле выполняют несущую функцию. Бедренные кости грызунов, особенно области соединения с тазом и коленом, потеряли до 18% губчатой ткани, в то время как поясничный отдел позвоночника, не участвующий в поддержке веса, остался практически без изменений. Для контроля группа мышей на Земле прошла симуляцию стресса от запуска, но не подвергалась микрогравитации.

Шейка бедренной кости наземных контрольных мышей (GC и VIV) и мышей-космонавтов (FL и BL). Источник: Cahill et al., PLOS ONE, 2025

«Если бы радиация или системные факторы доминировали, то мы увидели бы равномерное воздействие на скелет, — поясняют учёные NASA и Blue Marble Space Institute of Science. — Однако разрушение происходит избирательно, концентрируясь в точках, которые в обычных условиях испытывают максимальную нагрузку». Например, шейка бедра, защищённая плотным кортикальным слоем, потеряла до 25% внутренней губчатой структуры — это противоречит теории о влиянии радиации, которая должна воздействовать прежде всего на поверхностные слои.

Доза радиации, полученная мышами за 37 дней на МКС, оказалась в 10 раз ниже порога, вызывающего потерю костной массы в лабораторных условиях. Для достижения аналогичного эффекта от облучения грызунам пришлось бы находиться на станции 13 лет. Это исключает радиацию как основной фактор.

Параллельные эксперименты на Земле показали: даже при ограничении подвижности (без микрогравитации) мыши теряли плотность костей, но в 3–5 раз медленнее. У молодых особей в космосе зафиксировано преждевременное окостенение бедренных костей — замещение хряща костной тканью до завершения роста, что потенциально ведёт к деформациям.

Для астронавтов это имеет критические последствия. Ежемесячная потеря 1%–1,5% костной массы (в 10 раз быстрее, чем при остеопорозе) увеличивает риск переломов бедренных костей и позвоночника. Восстановление после полугодовой миссии может занять до 4 лет, а часть потерь становится необратимой.

«Результаты заставляют пересмотреть подходы: витамины или диеты не компенсируют отсутствие нагрузки, — отмечают авторы. — Эффективнее могут быть тренажёры, имитирующие земное притяжение, или устройства с сопротивлением, аналогичным поднятию веса».

Эти выводы станут основой для новых технологий в рамках программ Artemis и Mars Exploration. NASA планирует испытать на МКС модифицированные беговые дорожки с жёсткими креплениями и «костюмы» с нагрузочными экзоскелетами. Параллельно изучается влияние микрогравитации на регенерацию костей при травмах — это критически важно для миссий, где экстренное возвращение на Землю невозможно.

Исследование подтверждает: долгосрочное пребывание в космосе требует не только защиты от радиации, но и воссоздания условий, при которых скелет продолжает работать как на Земле. Без этого освоение Луны и Марса может быть сопряжено с неоправданными рисками для здоровья экипажей.

Подробнее