Автор: КАРРАСКО РОССО МАРСИЯ ОЛЬГА | CARRASCO ROSSO MARCIA OLGA
Когда вы думаете о будущем, вы предполагаете, что в 2100 году вас ждут впечатляющие технологические достижения или приключения, способные помочь вам открыть для себя невообразимые вещи. Наверняка будут разговоры о космических миссиях, которые будут так же близки, как, скажем, путешествие на другой континент или в другую страну, ничего особенного. Тем не менее, для того, чтобы достичь будущего, в котором люди смогут так легко путешествовать за пределы Земли, необходимо принять во внимание множество соображений. Одним из важнейших является влияние, оказываемое этим типом путешествий на здоровье человека. Нельзя игнорировать явление космической анемии.
Во время космических миссий зафиксировано, что астронавты подвергаются воздействию экстремальных условий микрогравитации и гипергравитации, вызывающих изменения функций организма. Одним из них является анемия — о ней уже сообщалось в отчетах о состоянии астронавтов, когда они возвращались из своих путешествий. В качестве причин названы: гемолиз (Trudel et al, 2022), неоцитолиз (Alfrey et al, 1997) и изменение состава мембраны (Rizzo et al, 2012).
В условиях микрогравитации было проведено множество исследований. Но в условиях гипергравитации их проводилось значительно меньше. Было выявлено, что гипергравитация влияет на стабильность клеточной мембраны (Kiss et al, 2016). В соответствии с гипотезой о том, что гипергравитация (перегрузка), которой подвергаются астронавты во время взлета, достигающая 7 G (обычно люди подвергаются воздействию гравитации в 1 G), является основной причиной
анемии, вырабатываемой в их организме, команда из Католического университета «Сан-Пабло» в городе Ла-Пас, Боливия, состоящая из Наталии Аграмонт, Марсии Карраско, Белен Флорес и Дайры Квента, студентов факультета биохимической и биотехнологической инженерии, под руководством своего научного руководителя Джорджины Чавес, изучает это явление, чтобы доказать правильность этой гипотезы.
Однако, поскольку невозможно провести анализы крови в момент взлета, необходимо провести эксперимент на оборудовании, имитирующем гипергравитацию, что достигается с помощью центрифуги большого диаметра
(LDC). Поскольку постоянный доступ к работающей LDC невозможен, работа проводится в лаборатории, в условиях 1 G, для изучения сопротивления эритроцитов, подверженных воздействию этих условий.
Для того, чтобы продемонстрировать гипотезу, основанную на том, что из-за гипергравитации, которой космонавты подвергаются во время взлета, по возвращении они страдают от анемии, проводятся тесты на осмотическую хрупкость. Этот метод заключается в измерении устойчивости эритроцитов к различным факторам. Он выявляет, насколько прочна их мембрана перед продуцированием клеточного лизиса. Исследование основано на том, что из-за силы, которой подвергается организм человека при путешествии в космическое пространство, эритроциты погибают, что приводит к потере большого их количества в крови. Это вызывает гемолитическую анемию — заболевание, характеризующееся отсутствием эритроцитов в крови.
Алгоритм действий следующий. Сначала готовят 12 буферных растворов с соответствующей концентрацией хлорида натрия в соответствии с определенной вариацией: 0,0, 0,1, 0,2, 0,25, 0,3, 0,32, 0,36, 0,4, 0,45, 0,55, 0,7, 0,9 % №С1. Во- вторых, начиная с самого метода, образец крови центрифугируют в течение 10 минут при 174 г, после центрифугирования крови удаляют плазму и помещают 0,9% раствор №С1 в такое же количество удаляемой плазмы. В-третьих, растворы распределяют по центрифужным пробиркам, помещая в каждую пробирку по 4 миллилитра с учетом соотношения 1/10, в каждую пробирку, содержащую соответствующий раствор, помещают 40 микролитров крови. В-четвертых, 12 пробирок помещают в центрифугу на 10 минут при 174 г. Наконец, поглощения надосадочной жидкости в пробирках считываются в спектрофотометре на длине волны 540 нм.
После считывания абсорбции используется 0,9% раствор натрия хлорида, процент гемолиза рассчитывается по следующему уравнению.
После проведения этой процедуры получается осмотическая кривая хрупкости, которая помогает изучать устойчивость эритроцитов к различным факторам. Эффективность этого метода заключается в наблюдении за поведением крови перед различными растворами с разной концентрацией. Количество растворов определяется по параметрам, наблюдаемым экспериментально, с учетом реализации гипотонических концентраций, начиная с изотонического раствора 0,9% NaCl, при этом раствор имеет ту же концентрацию соли, что и физиологический раствор, и, следовательно, эритроциты.
Наблюдая за «поведением» крови, мы обнаруживаем взаимосвязь между концентрацией и процентом гемолиза, при этом наименьшие концентрации содержат большую гибель клеток.
В дополнение к концентрациям, очень важным фактором является сила центрифуги, которой подвергаются образцы во время центрифугирования, потому что первоначальная гипотеза основана на том факте, что сила, воздействующая на эритроциты, изменяет их поведение, стремясь вызвать лизис клеток. С этой целью были проведены тесты на осмотическую хрупкость путем варьирования сил центрифугирования, наблюдения за их влиянием на эритроциты.
ПЕРЕВОД ТАБЛИЦЫ: На графике изображены "Кривые осмотической хрупкости при различных силах центрифугирования". Ось абсцисс обозначает концентрацию \аС1 (поваренная соль) в процентах, а ось ординат показывает процент гемолиза (разрушение эритроцитов) в процентах. Каждая кривая на графике представляет различные веса, используемые для центрифугирования.
На этом графике различия различных кривых наблюдаются благодаря изменению сил, первая кривая, которую можно проанализировать, была сделана при 174 д центробежной силы, это наш эталон, другими словами наша контрольная кривая, которая имеет падение между растворами с концентрацией 0,30 и 0,32%, Говоря о падении как о деградации концентраций между точкой, где наблюдается гемолиз почти 100%, и точкой, где почти нет гибели клеток, граничит с процентом гемолиза 0%. Вторая кривая, которую можно наблюдать, была подвергнута воздействию 245 д, что несет в себе падение между концентрациями от 0,25 до 0,30%. Третья кривая, сделанная при 398 д, показывает падение между растворами 0,25 и 0,30% концентрации, как и предыдущая. Четвертая кривая при 876 д показывает падение между концентрациями от 0,25 до 0,32%. Пятая и последняя кривая при воздействии 2033 г показывает падение концентрации растворов от 0,32 до 0,40%.
В заключение можно увидеть, что сила центрифуги, т.е. сила, которой подвергаются эритроциты, влияет на сопротивление их мембран по отношению к растворам с различными концентрациями, которые воздействуют на них на кривых осмотической хрупкости.
С проведенными испытаниями было замечено, что при большей силе центрифуги (при 876 и 2033 г), эритроциты ослабевают, стремясь к высокому проценту гемолиза. Это доказывает гипотезу о том, что чем большая сила воздействует на эритроциты, чем выше их процент, подвергающийся лизису клеток — тем больше разрыв клеточной мембраны в этих условиях.
Одно из наиболее важных применений проекта заключается в том, что благодаря этому исследованию последствия для здоровья человека при полете в космос могут быть минимизированы. В 2100 году космические путешествия станут частью повседневной жизни человечества. Человеческий организм научится легко адаптироваться к условиям «больших космических приключений» — полетов к Луне или другим планетам и их спутникам.
Установите, исходя из кривых осмотической хрупкости, форму сопротивления силе, которой подвергаются астронавты, или другим факторам, которые могут повлиять на лизис клеток. Если факторы, повышающие клеточную резистентность, могут быть проанализированы и применены, астронавтам будет легче адаптироваться к полетам, они не будут оказывать негативного воздействия на состояние здоровья. В будущем все члены человеческого сообщества смогут путешествовать в космос, расширяя свои горизонты, исследуя неизведанные места, переживая захватывающие приключения - и не беспокоясь о вреде для здоровья. Это даст новый толчок развитию всего человечества.
Вероятно, в будущем появится возможность создания космических колоний среди планет нашей Солнечной системы — Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Астронавты из колоний будут исследовать эти планеты, открывая их природные богатства, новые формы жизни и новые способы обитания в пространствах, сегодня доступных лишь в мечтах. Жить на одних планетах, путешествовать на другие, расширять свои границы и горизонты познания, жить, чтобы бесконечно удивляться странному и сказочному в других мирах. Это настоящая космическая глобализация! Все это станет возможным благодаря постепенному открытию методов, подобных тому, который представлен в этом исследовании. Появятся новые методы, помогающие человеческому организму адаптироваться к другим экосистемам или другим мирам, более крупным, чем наш.
Оригинал в приложении
