Ежедневные сеансы ультразвука эффективно замедляют разрушение костей в условиях, имитирующих невесомость. К такому выводу пришли исследователи Хиросимского университета во главе с Тэцуей Ёсимото и Юкихито Хигаси, опубликовавшие работу в журнале Nature npj Microgravity, который издается при поддержке NASA.
В эксперименте мышей подвешивали за хвост головой вниз под углом около 30 градусов так, чтобы задние лапы не касались пола, — подобная модель имитирует воздействие микрогравитации на скелет. Часть животных по 20 минут в день облучали низкоинтенсивным импульсным ультразвуком (LIPUS) частотой 2 МГц через бедро, остальным проводили те же манипуляции с выключенным аппаратом. Эффект проявился к концу второй недели наблюдений: кости грызунов без терапии заметно истончились и ослабли, а у получавших звуковые сеансы потери оказались значительно меньше.
Как объясняют авторы, без привычной нагрузки активируются остеокласты — клетки, растворяющие костную ткань, а работа остеобластов, отвечающих за ее построение, напротив, угасает. Звуковые волны сдержали «разрушителей» и частично сохранили «строителей». Кроме того, ультразвук защитил от повреждений сосудистую сеть надкостницы — оболочки, окружающей кость: чем больше оставалось сосудов, тем выше была плотность костной ткани. Одновременно процедуры снизили кислородное голодание тканей и уровень маркеров воспаления в крови — по мнению ученых, это подтверждает, что метод действует на организм системно.
Невесомость остается одним из главных рисков пилотируемой космонавтики: несмотря на многочасовые тренировки на орбите, кости астронавтов продолжают терять массу, что особенно критично для будущих экспедиций, например к Марсу. Сам метод LIPUS давно применяется в клиниках для ускорения срастания переломов, однако его влияние на скелет при затяжной разгрузке до сих пор оставалось неясным.
Панацеей ультразвук не стал: остановить деградацию костей целиком он не смог. Авторы предполагают, что при более долгом курсе процедур кости могли бы восстанавливаться полнее. Эксперименты ставили только на самцах мышей — реакция самок и людей может отличаться. Следующим шагом станут опыты на пожилых животных и оценка их кровотока в костях.
Ранее ученые выяснили, почему люди ходят с пятки и как это нагружает суставы.