अंतरिक्ष उड़ान का एक अंतरिक्ष यात्री के हृदय पर क्या प्रभाव पड़ता है? यह बिल्कुल वही प्रश्न है जिसने जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों को 48 बायोइंजीनियर्ड हृदय ऊतक के नमूने भेजने के लिए प्रेरित किया। अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशनजहां उनकी 30 दिनों तक निगरानी की गई और समान नमूनों की तुलना की गई धरती.
टीम ने जांच की कि कितना कम है गुरुत्वाकर्षण कोशिकाओं की संकुचन शक्ति, जिसे चिकोटी बल के रूप में जाना जाता है, और किसी भी अनियमित धड़कन पैटर्न जैसी चीजों पर प्रभाव डालता है।
परिणाम चिंताजनक थे – वैज्ञानिकों ने पाया कि हृदय कोशिकाएं “अंतरिक्ष में वास्तव में अच्छा प्रदर्शन नहीं करती हैं,” पृथ्वी पर नियंत्रण नमूनों की लगभग आधी ताकत के साथ प्रतिस्पर्धा कर रही हैं – लेकिन आश्चर्य की बात नहीं है।
पिछले अध्ययनों में पाया गया है कि, पृथ्वी पर लौटने के बाद, अंतरिक्ष यात्री हृदय की मांसपेशियों की कार्यक्षमता में कमी और अनियमित दिल की धड़कन प्रदर्शित करते हैं, जिसे अतालता के रूप में जाना जाता है। जबकि इनमें से कुछ प्रभाव से अंतरिक्ष यात्रा ख़त्म हो गई समयसभी ऐसा नहीं करते – और इसका दीर्घकालिक अंतरिक्ष अभियानों पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ेगा, जिसमें संभावित यात्राएं भी शामिल हैं चांद और शायद यहां तक कि मंगल ग्रह किसी दिन.
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जॉन्स हॉपकिन्स यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग और मेडिसिन के प्रोफेसर डेओक-हो किम ने अंतरिक्ष स्टेशन पर हृदय ऊतक भेजने की परियोजना का नेतृत्व किया। वह और उनकी पीएच.डी. उस समय के छात्र, जोनोथन त्सुई ने मानव प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल (आईपीएससी) से बायोइंजीनियर्ड हृदय ऊतक बनाया।
कोशिकाओं को “ऑर्गन-ऑन-ए-चिप” उपकरणों में विकसित किया गया था, जो विभिन्न अंगों के लघु मॉडल हैं जिनमें इंजीनियर या प्राकृतिक ऊतक और कोशिकाएं माइक्रोफ्लुइडिक चिप्स के अंदर विकसित की जाती हैं। इस मामले में, 3डी चिप को एक मानक सेल फोन के आधे आकार के कक्ष में एक वयस्क मानव हृदय की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
किम ने एक साक्षात्कार में कहा, “स्टेम सेल और टिशू इंजीनियरिंग, बायोसेंसर और बायोइलेक्ट्रॉनिक्स और माइक्रोफैब्रिकेशन के क्षेत्रों में अविश्वसनीय मात्रा में अत्याधुनिक तकनीक अंतरिक्ष में इन ऊतकों की व्यवहार्यता सुनिश्चित करने में लगी है।” कथन.
टीम ने पाया कि अंतरिक्ष में मौजूद ऊतकों में सूजन और ऑक्सीडेटिव क्षति का स्तर ऊंचा था; सारकोमेरेज़ नामक प्रोटीन, जो हृदय कोशिकाओं को सिकुड़ने में मदद करता है, भी छोटा और अधिक अव्यवस्थित हो गया था। ये परिवर्तन हृदय रोग वाले लोगों में देखे गए परिवर्तनों के समान हैं।
इसके अलावा, कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया, उनके ऊर्जा पावरहाउस, बड़े, गोल हो गए थे और उन्होंने अपना विशिष्ट आकार खो दिया था। इससे पता चलता है कि हृदय कोशिकाओं ने अंतरिक्ष में महत्वपूर्ण तनाव या शिथिलता का अनुभव किया, जिससे संभवतः ऊर्जा उत्पादन में कमी आई, जो कमजोर हृदय कोशिका संकुचन और प्रयोग में देखे गए सेलुलर स्वास्थ्य में समग्र गिरावट में योगदान कर सकती है। इस तरह की क्षति कोशिकाओं की समग्र रूप से ठीक से काम करने की क्षमता को भी प्रभावित कर सकती है।
बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के सहायक अनुसंधान प्रोफेसर मैयर इयुन ह्यून अह्न ने बयान में कहा, “ऑक्सीडेटिव क्षति और सूजन के इनमें से कई मार्कर अंतरिक्ष यात्रियों की उड़ान के बाद की जांच में लगातार प्रदर्शित होते हैं।”
शोधकर्ता अधिक डेटा इकट्ठा करने के लिए अपने “हार्ट-ऑन-ए-चिप” को परिष्कृत करना जारी रखना चाहते हैं जो उन्हें यह निर्धारित करने की अनुमति देगा कि आणविक स्तर पर यह क्षति कैसे हो रही है, और इस प्रकार लंबे अंतरिक्ष उड़ान मिशन के दौरान अंतरिक्ष यात्रियों को सुरक्षित रखने के तरीके ढूंढे जा सकेंगे। यह जल्द ही वास्तविकता बन सकता है।
