由东北大学研究生院的 Atsushi Higashiya 教授领导的一个研究小组发现,线虫是在太空零重力环境中生长的模式生物,其多巴胺水平降低,运动成绩下降。预计它将对长期留在太空期间维持人类健康产生重大影响。
在宇宙失重的环境中,骨骼和肌肉迅速萎缩,因为它们不需要支撑身体的力量。该研究小组通过国际联合研究,利用作为模式生物的线虫C. elegans进行了多次太空实验。结果观察到,在宇宙零重力下,从幼虫到成虫的个体的肌肉蛋白和线粒体代谢酶减少,运动能力下降,但原因不明。
课题组在重新审视太空实验结果时发现,在零重力条件下,分解多巴胺的酶基因的表达下降。因此,在 2018 年,我们计划与一位英国研究人员进行联合太空实验。当测量在太空失重条件下生长的线虫的内源性多巴胺的量时,在零重力下多巴胺的量显着减少。
该研究小组还调查了为什么在失重环境中生长时多巴胺水平会下降。通过在培养袋中加入小塑料珠,增加对线虫的物理接触刺激,在地面的伪微重力环境下进行了实验。结果,恢复了线虫中多巴胺量的减少和运动性的减少。
结果,在失重状态下,由于慢性漂浮状态,身体接触刺激的输入明显减少,参与运动调节的多巴胺量减少,导致运动动力慢性丧失,最终导致运动能力下降。显然它会导致肌肉力量减弱。
预计该结果将有助于维持宇航员的健康并提高超老龄化社会的健康预期寿命。