紅酒的白藜蘆醇成分,可幫助探索火星的太空人保持肌肉強健

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 26 日 8:00 | 分類 生物科技 , 航太科技 follow us in feedly


以目前的科技,從地球到火星約需 9 個月。長期待在無重力或微重力環境,如果沒有外因影響,太空人的肌肉會持續萎縮,那麼,要怎麼保證當太空船抵達火星時,太空人還能站著進行日常行程和預定的科學工作呢?哈佛大學學者 Seward Rutkove 等最新研究指出:模擬暴露在火星重力環境下的實驗中,發現白藜蘆醇(resveratrol)可大致保持實驗鼠的肌肉質量和強度。相關論文發表在《Frontiers in Physiology》期刊。

在幾乎沒有重力的太空環境,肌肉和骨骼都會變弱。負重肌肉會最先開始受損且損耗最嚴重,例如小腿後側腳踝到脛骨的比目魚肌(soleus muscle)。只要在太空 3 個月,人類的比目魚肌就會萎縮三分之一,此外,還伴隨著負責肌耐力的慢速收縮肌纖維(slow-twitch muscle fiber)流失。火星表面重力只有地球 40% 左右,為了太空人能安全執行長期火星任務,勢必要提出適當緩解肌肉功能失調的策略,膳食可能就是關鍵對策,特別當太空人航向火星時,太空船內並沒有像國際太空站的運動器材,可供太空人鍛鍊肌肉和骨骼。

白藜蘆醇這種營養成分常見於葡萄皮和藍莓,現在已廣泛探究此成分在抗發炎(anti-inflammatory)、抗氧化(anti-oxidative)和抗糖尿病(anti-diabetic)等醫學領域的應用效果。Rutkove 等研究發現,白藜蘆純在模擬類似太空飛行微重力環境的卸載(unloading)期間,可保持太空鼠的骨骼和肌肉質量。所以,Rutkove 等推測每天服用一些這類成分,或許可幫助太空人在類似火星重力的環境下抵抗肌肉萎縮。

為了模仿火星重力環境,科學家沿用最初由 Mary Bouxsein 發展的老鼠進行實驗,他們把老鼠套上類似高空作業防墜用的全身式安全帶,然後用鍊條將關著老鼠的籠子吊在天花板上。共有 24 隻公鼠暴露在正常的負載(地球)或僅 40% 負載(火星),吊了 14 天之久。兩種情境中,各有一半公鼠按體重每天每公斤餵食摻了 150 毫克白藜蘆醇的水,另一半只餵食一般的水,其他食物都一樣。每週測量一次小腿周長和前爪後爪的握力,14 天後則分析小腿肌肉。實驗結果如下圖,其中 A 為小腿周長,B 為前爪握力,C 為後爪握力,D 為與首日比較的握力變化。

實驗結果非常好。如同預期,火星情境下的老鼠抓握力明顯減弱,小腿周長、肌肉重量和慢速收縮肌纖維等也都縮減了,但讓人覺得不可思議的是:有服用白藜蘆醇的火星老鼠前後爪握力,幾乎全部和地球情境未餵食白藜蘆醇的老鼠差不多。更甚者,火星鼠的比目魚肌和腓腸肌的肌肉質量完全沒變,慢速收縮肌纖維流失也減少了。所以,白藜蘆醇無法完全拯救肌肉流失狀況,但比沒有補充白藜蘆醇的狀況好太多了,且完全不影響一般食物的攝取量。

科學家下一步將繼續探索增加劑量後的母鼠和公鼠反應,確認對太空人在太空航行期間確實沒有影響,才會真的應用至太空飛行。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:pixabay

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