Salah satu hambatan untuk misi ruang angkasa yang panjang adalah hilangnya otot yang diderita para astronot. Ini disebut atropi, dan NASA mengatakan bahwa astronot dapat kehilangan hingga 20% massa otot selama misi hanya 5 hingga 11 hari. Kehilangan otot ini memengaruhi apa yang disebut “otot anti-gravitasi,” termasuk otot betis, paha depan, dan otot-otot punggung dan leher.
Kehilangan otot ini membuat sulit bagi astronot untuk menyelesaikan tugas mereka, terutama ketika misi ke Mars terjadi. Ini juga bisa sangat berbahaya bagi para astronot, karena mereka melemah ketika mereka kembali ke Bumi. Jika ada masalah selama masuk kembali, dan mereka perlu melakukan prosedur darurat yang berat, bahwa otot yang hilang bisa menjadi perbedaan antara hidup dan mati.
Kehilangan otot berasal dari bekerja di lingkungan mikro-gravitasi. Di lingkungan itu, otot anti-gravitasi astronot tidak aktif selama aktivitas normal. Astronot berolahraga hingga 2,5 jam sehari di Stasiun Luar Angkasa Internasional untuk memerangi atrofi otot, dengan mengendarai sepeda stasioner, berjalan atau jogging di treadmill, dan dengan menggunakan RED (Resistance Exercise Device).
NASA baru-baru ini mendanai studi 70 hari tentang kehilangan otot, untuk menyelidiki bagaimana kehilangan otot dapat diminimalkan untuk astronot. Studi ini diterbitkan dalam PLOS One, dengan judul yang terlalu panjang untuk direproduksi di sini. Daripada menggunakan astronot yang sebenarnya sebagai subjek uji, yang tidak mungkin dilakukan, penelitian ini menggunakan subyek yang menjalani 70 hari HDBR (Head Down Bed Rest.) HDBR dianggap sebagai proksi yang baik untuk apa yang dialami astronot dalam lingkungan mikro-gravitasi.
Studi ini dilakukan oleh University of Texas Medical Branch (UTMB) oleh sekelompok besar peneliti. Semua subjek tes adalah relawan laki-laki berusia 35, plus atau minus 8 tahun. Ada kelompok kontrol yang tinggal di HDBR selama 70 hari tanpa olahraga atau suplemen, kelompok lain yang menerima plasebo dan olahraga, dan kelompok lain yang menerima suntikan testosteron dan olahraga. Sebanyak 24 subjek uji ambil bagian.
Selama penelitian, para peneliti mengambil biopsi otot yang disebut Vastus lateralis. Ini adalah bagian terbesar dari otot paha depan di paha. Sampel jaringan ini dianalisis untuk protein.
Apa yang Mereka Temukan?
Para peneliti menemukan beberapa perubahan pada protein otot dalam Vastus lateralis yang dibalik, atau setidaknya tumpul, dengan berolahraga. Latihan-latihan tersebut menghasilkan organisasi protein yang lebih sehat di dalam serat otot. Perawatan testosteron mendorong perubahan protein lebih lanjut yang mendorong pertumbuhan otot melebihi olahraga saja.
Itu mungkin tidak terdengar terlalu mengejutkan, karena kebanyakan dari kita tahu apa yang dilakukan testosteron. Tapi masih ada lagi yang harus dipelajari. Tim mengidentifikasi bio-markers pada subjek uji yang berpotensi memprediksi kehilangan otot. Ada juga biomarker prediktif yang mengindikasikan respons kuat terhadap olahraga dan pengobatan untuk mengatasi kehilangan otot.
"... pengembangan model prediksi yang akurat kemungkinan akan melibatkan algoritma yang mencakup panel dari beberapa protein dan faktor."
Dari Studi "Investigasi protein otot rangka manusia sebelum dan setelah 70 hari istirahat kepala dengan atau tanpa olahraga dan penanggulangan testosteron"
Seperti yang mereka katakan dalam penelitian mereka, "Penemuan biomarker proteomik sensitif di masa depan memungkinkan pendekatan pengobatan yang dipersonalisasi dengan membantu dalam pengembangan tindakan pencegahan yang lebih diarahkan berdasarkan pada profil proteom awal." Jadi semakin baik mereka mengenal astronot, semakin baik mereka dapat memprediksi dan mencegah hilangnya otot.
"Wawasan unik yang kami peroleh pada protein otot selama istirahat di tempat tidur dapat diterapkan untuk memprediksi perubahan massa otot / kekuatan dalam berbagai situasi dan kemudian mengembangkan program latihan dan penanggulangan hormon yang dipersonalisasi," kata penulis senior E. Lichar Dillon , Asisten profesor UTMB di departemen penyakit dalam.
"Studi ini memberi kami kemampuan untuk mengidentifikasi biomarker yang memprediksi seberapa rentan setiap individu terhadap penurunan fungsi otot dan seberapa efektif latihan dan perawatan hormon yang berbeda dapat memerangi atrofi," kata penulis senior Randall Urban, kepala peneliti UTMB dan profesor di departemen kedokteran internal.
Seperti yang diakui oleh penulis penelitian ini, ini adalah pendekatan yang cukup sederhana untuk masalah ini, tetapi merupakan langkah pertama yang penting. Meskipun mereka telah mengidentifikasi beberapa protein yang berfungsi sebagai biomarker untuk atrofi otot dan perawatan, ada kemungkinan sejumlah besar protein bekerja bersama.
"Seperti yang diharapkan, tidak ada protein individu yang kami identifikasi sepenuhnya prediktif untuk setiap subjek atau fungsi fisiologis yang diukur, dan pengembangan model prediksi yang akurat kemungkinan akan melibatkan algoritma yang mencakup panel dari beberapa protein dan faktor," kata penelitian tersebut.
Maju Ke Mars
Kami akan pergi ke Mars, tidak diragukan lagi. Banyak berita utama seputar upaya ini yang berfokus pada teknologi untuk menyelesaikan pekerjaan. Roket yang kuat seperti Space Launch System, dan pesawat ruang angkasa seperti Orion, sedang dikembangkan untuk membawa astronot ke Mars dan kemudian pulang lagi.
Tetapi para astronot itu sendiri yang harus melakukan pekerjaan itu. NASA mendedikasikan banyak sumber daya untuk memahami bagaimana mereka dapat menanggung misi panjang itu. Studi ini, dan banyak lagi yang akan diikuti, akan menjadi bagian penting dari misi Mars yang sukses.
Lebih:
- Siaran Pers: Para peneliti UTMB belajar cara memerangi kehilangan otot yang lebih baik selama penerbangan luar angkasa
- Makalah Penelitian: Investigasi protein otot rangka manusia sebelum dan sesudah 70 hari istirahat kepala dengan atau tanpa olahraga dan penanggulangan testosteron
- NASA: Lembar Fakta Atropi Otot
- NASA: Tubuh Anda Di Luar Angkasa: Gunakan Atau Kalah
- Badan Antariksa Kanada: Apa yang Terjadi pada Otot Di Luar Angkasa?
- Sidney Morning Herald: Astronot Scott Kelly tentang dampak buruk satu tahun di ruang angkasa
- Space Magazine: Seberapa Kuat Gravitasi di Mars?
