ПЕКИН – Проучване на борда на китайската космическа станция Tiangong се очаква да идентифицира регулаторните механизми на тип метаболизъм на чернодробните клетки и да предостави нов подход за лечение на мастно чернодробно заболяване.
Този седемдневен експеримент на орбита, завършен миналата седмица, е предназначен да изясни ефектите от свързаното с космоса разделяне на биологични фази върху липидния метаболизъм при условия на микрогравитация.
Космическата микрогравитация представлява уникална механична среда, включваща фактори, които силно регулират метаболитните функции на хепатоцитите – вид чернодробна клетка – каза Ли Нин, асоцииран изследовател в Института по механика на Китайската академия на науките.
Черният дроб е орган с изключително сложна механична микросреда. „По време на прогресирането на заболявания като чернодробна фиброза или мастно чернодробно заболяване се появяват промени в механичната микросреда, включително повишена скованост и променен кръвен поток“, каза Ли.
Въз основа на обширни експериментални открития учените смятат, че най-прекият механичен фактор, водещ до анормален липиден метаболизъм в черния дроб, е напрежението на срязване на течността.
При нормални условия кръвният поток създава интерстициален стрес на срязване, докато преминава през стените на чернодробните кръвоносни съдове, „измивайки“ хепатоцитите и по този начин поддържайки метаболитната хомеостаза.
В среда на микрогравитация обаче цефаладното преразпределение на телесните течности води до повишен кръвен поток над сърцето и намален кръвен поток под сърцето, което води до значително намаляване на порталния венозен кръвен поток към черния дроб.
В същото време изчезването на хидростатичното налягане намалява натоварването на черния дроб под налягане. „Механичният ефект на кръвния поток върху черния дроб е намален в космоса“, каза Ли.
Следователно регулаторната роля на кръвния поток намалява и мазнините се натрупват повече.
За да се проучи как напрежението на срязване на кръвния поток регулира метаболитните функции на черния дроб, експериментите, проведени по време на мисията на космическия полет Shenzhou-16, показаха, че микрогравитационната среда активира протеина SREBP, което води до увеличаване на вътреклетъчните липидни капчици. Кръвният поток обаче инхибира SREBP и упражнява защитен ефект, намалявайки липидните капки.
Като се има предвид, че предишни проучвания са потвърдили защитния ефект на средата на кръвния поток върху клетките, новият експеримент специално е проектирал съответна интервенционна група за подобряване на клетъчните реакции към механична стимулация от кръвния поток.
Експериментът в орбита избра хепатоцити като обект на изследване и проектира три експериментални условия, които включват статична култура, симулирана среда на кръвния поток и „среда на кръвния поток с лекарствена стимулация“, общо шест клетъчни проби.
Целият експеримент беше иницииран от наземни изследователи чрез дистанционни команди.
„По време на периода на култивиране в орбита, ние извършвахме микроскопични изображения на клетките всеки ден, за да наблюдаваме статуса им на растеж в реално време“, каза Ли, отбелязвайки, че на седмия ден системата автоматично инжектира фиксиращ разтвор, за да запази клетъчното състояние. След това пробите се поставят във фризер при минус 80 градуса по Целзий за съхранение.
Предвижда се пробите да бъдат върнати на Земята през втората половина на тази година. Събирането и задълбоченият анализ на по-голямата част от основните данни ще започне официално след това.