免疫系统改变重力做什么工作?

太空旅行一直测试人体的影响改变重力对生物系统的新条件。它早就知道,连续暴露在微重力条件下人体生理学和妥协肌肉造成影响,感知、内分泌和心血管功能。但也有风险的暴露于改变重力持续很短的时间吗?

现在,在《华尔街日报》发表的一篇论文《宇航学报探讨了影响人体免疫系统产生的微重力抛物线飞行。经过短暂的接触改变重力,没有明显的血液细胞的防御能力的变化志愿者参与了这项研究。此外,研究发现,没有证据表明在红细胞聚集过程——细胞运输O2和CO2后心血管系统——抛物线飞行。

这项研究是由希内斯Viscor协调,教授细胞生物学、生理学和免疫学的生物学院乌兰巴托,它包括专家的参与乔迪Petriz,我从德国三叠系Pujol研究所(IGTP),安东尼Perez-Poch Catalonia-BarcelonaTech科技大学(通用产品)和加泰罗尼亚的太空研究所(IEEC),其他作者。该研究的第一作者是研究员Abril Gorgori-Gonzalez(乌兰巴托)。它依靠支持的医疗服务安全,健康和环境办公室(OSSMA航空俱乐部)的乌兰巴托,Barcelona-Sabadell和公司热费希尔科学。

抛物线飞行:模拟重力实验室

太空旅行是最理想的场景来研究微重力对人体健康的影响。这样的旅行可以研究长期接触的后果微重力同时在不同的宇航员,但他们需要高成本的时间,资金和基础设施。没有离开地球大气层,还可以模拟模拟重力条件下在不同的平台上。例如,通过抛物线飞行的飞机,可以研究改变了微重力的影响在短期内甚至几秒钟——在一个负担得起的成本。

“人工平台如抛物线飞行的飞机提供有价值的但更有限的结果,因为他们只允许改变重力的影响研究在短期内(几秒或几分钟)。因此,生理变化,可以重新创建的概要文件与抛物线飞行是直接和暂时的改变,微重力生成人体”,希内斯Viscor说的适应性生理组:锻炼、缺氧和健康在乌兰巴托。

作为该研究的一部分,进行了20分钟的抛物线飞行的Mudry CAP10飞机——2-seat十五抛物线飞行训练飞机——在此期间进行。“每个抛物线允许一段微重力达到大约8秒,之后和之前hypergravity阶段大约两秒”,研究者安东尼Perez-Poch说的UPC,计算机科学和工程学院的讲师巴塞罗那东(EEBE) UPC和IEEC。

这些抛物线飞行的用特技飞行的飞机——世界上先进的方法,开发了在加泰罗尼亚——是由航空俱乐部Barcelona-Sabadell和是一个航空研究的结果与UPC合作进行。“这种创新技术具有良好的时间比在微重力和维护的成本相比,这是非常有利的使用更多的飞机相比,虽然也有一些局限性(后勤和空间)。在抛物线飞行的情况下与一个更大的飞机,使用一个更昂贵的操作从一开始的太空竞赛由NASA和ESA等机构(欧洲太空总署),25秒抛物线Perez-Poch说,可能实现”。

免疫功能的压力下

眼前的微重力对血液系统的影响来自血容量的再分配,上半身血液流动和体液。“心血管适应性包括心血管反应的改变导致身体异常方向和平衡,可怜的直立性应激反应,降低心脏功能和心血管反应运动”不足,希内斯Viscor说。

其中一个最脆弱的生理系统的任何环境条件是免疫系统的变化,这是解释其伟大的可塑性和响应内部和外部失衡。在科学文献中,还没有决定性的结果在免疫反应时间与重力改变航班,甚至在某些情况下,结论是矛盾的。

在这项研究中,研究小组分析了免疫系统的响应短期暴露于微重力基于几个参数:红细胞和白细胞计数、血红蛋白浓度、吞噬能力和氧化代谢。

“研究结果表明,人类的血液样本接触改变重力条件抛物线飞行不涉及负面效应与样品剩下平行地面试验研究。也没有显著变化的外周血细胞计数”,乔迪说Petriz (IGTP)。

“除了单核细胞——类型的白细胞,没有观察到显著差异在免疫细胞的功能而言,要么他们的氧化代谢或吞噬能力”,研究员Abril Gorgori-Gonzalez说(乌兰巴托)。“假设,如果有变化时白细胞的功能暴露在重力的改变,免疫功能和防御外部感染或肿瘤进程也会妥协”。

团队已经应用流式细胞仪技术与声学聚焦小志愿者的血样的操纵。根据作者,特技飞行研究的典型样本的限制——后勤约束——不允许得出一般结论。因此,现在的目标是继续研究人类免疫系统与其他模拟微重力平台研究生理变化,避免并发症和预测风险的情况。

太空游客警告

太空旅游是一种行为的一些商业部门经济利益。然而,太空游客和宇航员的一个主要差异是生理和心理准备之前的旅行。

“改变重力或万有引力常数缺乏是这些太空旅行者所面临的环境的变化。人体发展的条件下,地球的重力和不适应没有吸引力。在太空旅行,其他因素如电离辐射、噪声恒定,隔离,监禁,总失真昼夜节律和短期间暴露在极端温度回到大气中必须考虑”,专家警告说。

“长期代谢、骨质疏松症和眼科问题也被描述。虽然太空旅行对未经训练的太空旅行者的影响还没有被研究过,有可能所有的物理环境的压力可能影响太空游客的健康。因此,就目前而言,“外太空访问”被设计成短时间”,研究团队总结道。

参考:Gorgori-Gonzalez, Perez-Poch,冈萨雷斯DV, et al . immunophenotyping重力负载快速变化的影响和人类外周血白细胞的功能后抛物线飞行。《宇航学报。2023年。doi:10.1016 / j.actaastro.2023.02.012

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