Desde la izquierda, el profesor de ingeniería química y biomolecular Hyun Joon Kong, los profesores de kinesiología y salud comunitaria Nicholas Burd y Marni Boppart, el profesor de psicología Justin Rhodes y el profesor de química Jonathan Sweedler están reunidos en el sitio de pruebas físicas Freer Hall en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. . Crédito de la foto: Fred Zwicky. Crédito: Fred Zwicky El ejercicio se ve un poco diferente en el camino al Planeta Rojo, por lo que la profesora Marni Boppart se puso creativa.
Boppart y sus colegas del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas recibieron un millón de dólares del Instituto de Investigación Traslacional para la Salud Espacial, un instituto financiado por la NASA, para explorar el poder regenerativo de las células en el espacio. Su investigación ayudará a proteger la salud humana a bordo de Orion, la nave espacial destinada a transportar astronautas desde la Tierra a la Luna y Marte.
Debido a la masa de la Tierra, nuestro movimiento diario es generalmente suficiente para mantener nuestros músculos en buen estado de funcionamiento. Los astronautas que vuelan por el espacio no pueden permitirse el lujo de la atracción gravitacional.
“Los astronautas pueden perder hasta el 20 % de la masa muscular después de solo dos semanas, y entre el 1 y el 2 % de la densidad mineral ósea cada mes. Cuanto más largos son los viajes espaciales, mayor es el deterioro de los tejidos y sistemas fisiológicos del cuerpo humano”, dijo. Boppart, profesor de kinesiología y salud comunitaria que estudia la ciencia del ejercicio en la Universidad de Illinois Urbana-Champaign.
Antes de unirse a la universidad, Boppart se especializó en peligros para la salud a gran altura como oficial y fisiólogo aeroespacial en la Fuerza Aérea de EE. UU. Su investigación actual en la Facultad de Ciencias de la Salud Aplicadas se centra en la base molecular de la pérdida y ganancia muscular. Espera desarrollar estrategias inspiradas en las células para recuperar la fuerza en circunstancias, como los vuelos espaciales, cuando el movimiento y la movilidad son limitados.
Cuando TRISH invitó a los investigadores a explorar nuevas formas de proteger la salud y el rendimiento de los astronautas mejorando las capacidades de mantenimiento y reparación celular del propio cuerpo humano, Boppart aprovechó la oportunidad. Su proyecto reinventa el fitness interestelar con un estilo celular. El instituto estaba buscando estrategias para proteger la salud de los astronautas durante las misiones de exploración espacial de larga duración, incluido el programa Artemis en curso de la NASA, que establecerá una presencia sostenible en la Luna y se preparará para futuras misiones a Marte.
La nave elegida por el programa Artemis es la nave espacial Orion, que se lanzó sin tripulación desde el Centro Espacial Kennedy en noviembre. En la parte superior de la formidable lista de tareas pendientes de la embarcación se encuentra el transporte de la primera mujer y la primera persona de color de la Tierra a la luna, seguido de cerca por el establecimiento de la primera presencia lunar a largo plazo de la humanidad y, finalmente, el viaje al Planeta Rojo.
Los pies cuadrados son limitados en Orion, que asume las identidades triples de dormitorio, comedor y sala de control, todo en uno. Es comprensible que la nave espacial carezca del equipo especializado de resistencia y resistencia al que tienen acceso los astronautas en la Estación Espacial Internacional.
“Pero incluso los más intensos [exercise] Los protocolos realizados en el espacio no son suficientes para superar los impactos negativos de la microgravedad”, dijo Boppart. “Se requieren alternativas al ejercicio tradicional, idealmente basadas en principios de ejercicio”.
Con un enfoque adecuado para los viajes espaciales, la propuesta de Boppart da la vuelta a nuestra comprensión tradicional del ejercicio, o más bien, al revés. En lugar de definir el ejercicio con fuertes pisadas o el movimiento de las extremidades, se centra directamente en el relevo celular que está en marcha dentro de nuestros músculos.
Perfeccionadas por una evolución incesante, nuestras células aún tienen que captar el concepto de hacer ejercicio por diversión. Cuando levantamos pesas pesadas o participamos en actividades rigurosas, nuestras células reaccionan con una respuesta de estrés bien intencionada, desplegando un batallón de químicos en el torrente sanguíneo para aumentar la capacidad de nuestro cuerpo para sobrevivir a futuras amenazas. Si un peso que alguna vez pareció demasiado pesado se vuelve manejable con el tiempo y el entrenamiento, tienes que agradecer a tus células sobreprotectoras y estresadas.
Estas cargas químicas no navegan solas por el duro terreno del torrente sanguíneo. Algunos están envueltos en una capa lipídica protectora llamada vesícula extracelular, llamada así por sus rutas de recogida y entrega que transfieren sustancias químicas restauradoras de una célula a otra.
Boppart cree que las vesículas extracelulares que genera nuestro cuerpo después de hacer ejercicio y las sustancias químicas que contienen pueden desencadenar los efectos restauradores del ejercicio, incluso cuando no se ha hecho ejercicio.
“Cuando hacemos ejercicio, no solo se benefician nuestros músculos, sino todos los tejidos, incluidos el cerebro y la piel. Nuestro trabajo patrocinado por TRISH probará directamente la capacidad de las vesículas extracelulares liberadas después del ejercicio para proteger la salud humana en el espacio”, dijo Boppart.
El objetivo general del estudio de Boppart es usar vesículas extracelulares generadas naturalmente por voluntarios en la Tierra, o incluso artificialmente, para replicar el efecto restaurador del ejercicio en los astronautas, esencialmente permitiendo que sus músculos se recuperen después del ejercicio sin tener que levantar un espacio. -dedo del mismo palo.
“Los astronautas son la población objetivo de este estudio financiado, pero el resultado podría usarse potencialmente para prevenir, mantener o tratar una variedad de condiciones asociadas con la inactividad y el desuso, incluido el envejecimiento, la discapacidad o incluso la enfermedad, lo que sería excepcionalmente satisfactorio. – dijo Boppart.
Sus colaboradores interdisciplinarios en el Instituto Beckman incluyen: Justin Rhodes, profesor de psicología; Taher Saif, profesor de ciencia mecánica e ingeniería; Jonathan Sweedler, profesor de química; y Hyunjoon Kong, profesor de ingeniería química y biomolecular. El profesor de kinesiología y salud comunitaria de la UIUC, Nicholas Burd, también es co-investigador.
Se espera que la investigación para el proyecto titulado “Diseño de un enfoque de vesícula extracelular para proteger la salud humana en el espacio” comience en octubre de 2023. El premio de $ 1 millón se distribuirá en dos años. Este estudio está financiado por el Instituto de Investigación Traslacional para la Salud Espacial de la Facultad de Medicina de Baylor. TRISH está financiado por el Programa de Investigación Humana de la NASA. El premio fue administrado a través de la convocatoria TRISH Biomedical Research Advances for Space Health.
Proporcionado por el Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas
Citación: Olvídese de las pesas: los materiales derivados de las células pueden ser una alternativa de ejercicio para los astronautas (14 de diciembre de 2022) recuperado el 14 de diciembre de 2022 de https://sciencex.com/wire-news/432455220/forget-barbells-materials-derived-from- las celulas-pueden-ser-un-ejercicio.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.
