Spring -Workouts könnten Astronauten helfen, die Art von Knorpelschäden zu verhindern, die sie bei langen Missionen an Mars und The Moon wahrscheinlich ertragen werden, schlägt eine neue Studie der Johns Hopkins University vor.
Die Forschung ergänzt die laufenden Bemühungen von Weltraumagenturen, Astronauten vor Dekonditionierung/Verschmelzung aufgrund der geringen Schwerkraft, ein entscheidender Aspekt ihrer Fähigkeit, Raumwände auszuführen, Geräte und Reparaturen zu bewältigen und andere physisch anspruchsvolle Aufgaben auszuführen.
Die Studie, die den Knieknorpel bei Mäusen zeigt, wird nach den Sprungübungen gesünder, erscheint in der Zeitschrift NPJ -Mikrogravitation.
„Da der nächste Schritt in der menschlichen Erforschung des Weltraums zum Mars geht und lange Zeit in dauerhaften Stützpunkten auf dem Mond verbringt, ist Knorpelschäden ein wirklich wichtiges Problem, das Weltraumagenturen ansprechen müssen, obwohl es sehr schlecht verstanden ist“, sagte es „, sagte es“, sagte es „, sagte es“, sagte es “ Studienautor Marco Chiaberge, Astrophysiker an der Johns Hopkins University, dem Weltraum Teleskop -Wissenschaftsinstitut und der Europäischen Weltraumagentur. „Die positive Wirkung, die wir bei diesen Mäusen gesehen haben, ist riesig und die Größe davon war unerwartet. Sie können ihren Knorpel im Grunde dicker machen, wenn sie springen. Vielleicht könnten Astronauten ein ähnliches Training vor ihrem Flug als vorbeugende Maßnahme verwenden.“
Ein gesunder Knorpel ist für schmerzfreie Bewegungen unerlässlich, da er Gelenke kissen und die Knochenreibung verringert. Aber Knorpel heilt langsam und regeneriert nicht so schnell wie anderes Gewebe. Längere Inaktivitätsperioden – sei es aus Bettruhe, Verletzung oder Raumfahrt – kann den Knorpelabbruch beschleunigen. Raumstrahlung kann diesen Effekt auch beschleunigen, und Experimente der europäischen Weltraumagentur haben Hinweise auf eine Knorpelabbau bei Astronauten gezeigt, die mehrere Monate an Bord der internationalen Raumstation verbringen.
„Denken Sie daran, jemanden auf eine Reise zum Mars zu schicken, sie kommen dorthin und können nicht laufen, weil sie eine Arthrose der Knie oder die Hüften und ihre Gelenke entwickelt haben“, sagte Chiaberge. „Astronauten führen auch oft Raumwegswegen durch. Sie haben das Hubble -Weltraumteleskop fünfmal bedient und müssen in Zukunft mehr Zeit im Weltraum und dem Mond verbringen, wo wir größere Teleskope bauen werden, um das Universum zu erkunden und wo sie benötigen werden Bleib so gesund wie möglich. „
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass das Laufbandlauf dazu beitragen kann, den Knorpelverstärker bei Nagetieren zu verlangsamen. Die neue Johns Hopkins-Studie ergänzt die Beweise, indem er zeigt, dass Jump-basierte Bewegung den Knieverlust von Gelenkknorpel verhindern und die Knorpelgesundheit tatsächlich verbessern könnte.
Die Forscher fanden heraus, dass Mäuse in einem neunwöchigen Programm mit reduzierter Bewegung eine Knorpelausdünnung und eine zelluläre Clusterbildung erlebten, beide frühe Indikatoren für Arthritis. Aber Mäuse, die dreimal pro Woche ein Sprungtraining durchführten, zeigten den gegenteiligen Effekt – dicker, gesünderer Knorpel mit normaler Zellstruktur.
Die Studie ergab, dass die Mäuse mit reduzierter Bewegung eine Verringerung der Knorpeldicke um 14% aufwiesen, während diejenigen in der Jump-Training-Gruppe im Vergleich zu einer Kontrollgruppe um 26% gestiegen waren. Zusätzlich hatten die springenden Mäuse 110% dickere Knorpel als die reduzierte Aktivitätsgruppe.
Das Springen erhöhte auch die Knochenstärke. Das Team fand Schienbeinknochen in den springenden Mäusen um 15% höhere Mineraldichte. Trabekelknochen – schwammiges Knochengewebe, das den Einfluss absorbiert – war signifikant dicker und robuster.
„Die Beinstärke ist besonders wichtig und am stärksten von der Mikrogravitation betroffen. Daher wären alle Verfahren, die mehrere Aspekte der Muskeldekonditionierung angehen und möglicherweise sogar die zweistündigen täglichen Übungsanforderungen im Weltraum reduzieren, willkommen“, sagte Autor Mark Shelhamer, Autor Mark Shelhamer. Professor für Otolaryngologie an der Johns Hopkins School of Medicine und ehemaliger Wissenschaftler des NASA Human Research Program. „Die gleiche Argumentation gilt für die Knochenintegrität, einschließlich Knorpel. Es wird zunehmend anerkannt, wie wichtig Knorpel als eindeutige Komponente in der Knochenintegrität ist, und diese Studie trägt zu diesem Verständnis bei.“
Während weitere Untersuchungen erforderlich sind, um zu bestätigen, ob Menschen die gleichen Vorteile genießen würden, bieten die Ergebnisse vielversprechende Informationen zum Schutz von Knorpel und Knochenstruktur. Sprungübungen könnten in den Routinen vor dem Flug aufgenommen werden, um Gelenke für die Raumfahrt vorzubereiten, und speziell gestaltete Übungsmaschinen könnten dazu beitragen, ähnliche Trainingseinheiten in den Weltraum zu integrieren.
Die Studie könnte Wissenschaftlern helfen, zu untersuchen, wie Jump-basierte Training Patienten nicht nur mit Arthritis helfen könnte, sondern auch die Knorpelgesundheit mit allgemein anwendbaren Übungen fördern könnte, sagte der Autor Chen-Ming Fan, ein Biolologen des Bewegungsapparates bei Carnegie Science.
Die Forscher betonten die Notwendigkeit weiterer Forschungen, um das ideale Trainingsvolumen und die Häufigkeit zur Erhaltung und Stärkung des Knorpels zu bestimmen. Zukünftige Arbeiten werden auch untersuchen, ob das Sprungtraining dazu beitragen könnte, den Knorpelverlust umzukehren, und ob die Übung Astronauten helfen könnte, ihren Knorpel zurückzuführen und Schäden durch den Raumflug wiederherzustellen.
„Jetzt, da wir unseren ersten Ahnung bekamen, dass eine Art von Übung den Knorpel erhöhen kann, was zuvor völlig unbekannt war, konnten wir uns mit anderen Arten von Knorpern befassen. Was ist mit dem Meniskus? Könnte es auch dicker werden?“ sagte Fan, der auch außerordentlicher Professor bei Johns Hopkins ist. „Diese Forschung könnte dazu beitragen, Studien zur Leistungsverbesserung zu verbessern, anstatt sich nur auf pathologische Bedingungen zu konzentrieren und Sportlern oder praktisch allen dabei zu helfen, die richtigen Übungen zu machen, um ihre Leistung zu verbessern.“
Andere sind Neelima Thottapillil, Anderson Furlanetto, Dylan Odell, Christine Wang, Stephen Hope, Stephen Smee, Joseph Rehfus, Colin Norman und Aaron W. James von Hopkins; Anna-Maria Liphardt vom Universitätsklinikum Erlangen, Friedrich-Alexander University; Anja Niehoff von der deutschen Sportuniversität Köln; und Marc J. Philippon und Johnny Huard vom Steadman Philippon Research Institute.
Diese Forschung wurde von einem Space@Hopkins Seed Grant und dem Carnegie Science Endowment Fund unterstützt.
