Een nieuwe studie van het Henry Ford-ziekenhuis van muizen aan boord van een Russische ruimtevlucht kan een intrigerende vraag oproepen voor de astronauten van morgen:kan reizen in de ruimte slecht zijn voor je gewrichten?

Onderzoekers vonden vroege tekenen van afbraak van kraakbeen bij de muizen, wat suggereert dat de verminderde biomechanische krachten van ruimtevluchten een rol spelen op het bewegingsapparaat.

Hoewel het voorbarig is om de bevinding naar mensen te vertalen, deze eerste-in-zijn-soort studie draagt ​​bij aan een groeiend aantal onderzoeken naar de gezondheidseffecten van ruimtevluchten op het bewegingsapparaat. Onderzoek heeft aangetoond dat leven en werken in de ruimte leidt tot veel veranderingen in het menselijk lichaam, waaronder het immuunsysteem, bloeddruk en de vorm van iemands ogen.

De studie is online gepubliceerd in npg Microzwaartekracht , onderdeel van de uitgeverijgroep Nature Partner Journals.

Jamie Fitzgerald, doctoraat, hoofd van musculoskeletale genetica bij Henry Ford's afdeling Orthopedische Chirurgie en de hoofdauteur van de studie, zegt dat het bewijs van afbraak van gewrichtskraakbeen bij de muizen "duidelijk" was.

"We denken dat deze degradatie te wijten is aan gezamenlijke ontlading veroorzaakt door het bijna gebrek aan zwaartekracht in de ruimte, "zegt hij. "Als dit bij mensen zou gebeuren, voldoende tijd gegeven, het zou leiden tot grote gewrichtsproblemen."

Onderzoekers theoretiseren dat, omdat de biomechanische krachten in de ruimte anders zijn dan die op aarde, veranderingen in het bewegingsapparaat optreden.

"We weten wel dat weefsels van het bewegingsapparaat - bot, spier, pees, kraakbeen en ligament - worden overal op aarde voortdurend 'opgeladen', " zegt Dr. Fitzgerald.

"Dit komt van dagelijkse activiteiten zoals wandelen en tillen, en de werking van de zwaartekracht die het bewegingsapparaat naar beneden trekt. Wanneer die lading wordt verwijderd vanwege gewichtloosheid en bijna zwaartekracht in de ruimte, deze weefsels beginnen af ​​te breken. Het meest dramatische voorbeeld is de atrofie van spieren en demineralisatie van botten die optreedt tijdens ruimtevluchten.

"Dit spier- en botverlies wordt omgekeerd wanneer de astronauten terugkeren naar de aarde. Wat interessant is aan kraakbeen is dat het een weefsel is dat zeer slecht herstelt. Dit roept de belangrijke vraag op of kraakbeen ook in de ruimte degradeert."

Voor de studie, gefinancierd door een $ 100, 000 NASA-beurs, Dr. Fitzgerald en zijn onderzoeksteam analyseerden de moleculaire veranderingen in het kraakbeen van muizen die in 2013 30 dagen in dieronderzoeksverblijven aan boord van een onbemand Russisch Bion-M1-ruimtevaartuig doorbrachten. Dit omvatte het uitvoeren van weefselvlekken en genexpressiestudies op het kraakbeen. De resultaten werden vergeleken met muizen die in dezelfde periode op aarde werden waargenomen.

Dr. Fitzgerald zegt dat de veranderingen consistent waren met die geassocieerd met artrose.

"Algemeen, kunnen we zeggen dat na 30 dagen microzwaartekracht, het proces van kraakbeenafbraak begon, " zegt hij. "We zagen veranderingen in de genexpressies die consistent waren met kraakbeenafbraak."

Op videobeelden die van de muizen zijn gemaakt, is te zien dat ze overdag in hun verblijf rondzweven. 's Nachts, op de beelden was te zien dat ze worstelden om over elk te klimmen en aan het rooster in de omheining te hangen. "De muizen ondervonden wel wat belasting op de gewrichten toen ze aan elkaar probeerden te hangen. Het was geen volledig lossen, " zegt Dr. Fitzgerald.

In vergelijking, de muizen op aarde vertoonden geen waarneembare afbraak van kraakbeen.

"Als er geen zwaartekracht is die het kraakbeen naar beneden trekt, het is niet in staat om zijn structuur te behouden, zijn integriteit, " zegt Dr. Fitzgerald. "Op aarde, elke keer dat je een stap zet om te lopen, je laadt dat kraakbeen op. In de ruimte, daar is weinig van."

Dr. Fitzgerald zegt dat NASA geïnteresseerd is in het ontwikkelen van een beter begrip van wat er met het menselijk lichaam in de ruimte gebeurt. Er is meer onderzoek nodig, hij zegt, vooral met een mogelijke reis naar Mars in de toekomst.

"Misschien heb je een aantal payload-specialisten en ervaren piloten die al een zekere mate van presymptomatische kraakbeenschade hebben op het moment van hun vlucht, Dr. Fitzgerald zegt. "Omdat kraakbeen bij mensen niet gemakkelijk herstelt, de terugkeer naar de aarde kan mogelijk gezondheidsproblemen op de lange termijn met zich meebrengen."