筑波大學與日本國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構(JAXA)等組成的研究團隊通過小鼠實驗證實,在火星重力環境下,肌肉量雖無明顯變化,但肌肉性質會發生改變,肌肉功能會出現下降。在介於地球與火星之間的重力條件下,肌肉的性質、量與功能均未出現變化。該成果有望為人類在月球或火星上生活提供參考。相關成果已發表在美國學術期刊《Science Advances》上。
此前研究已證實,在低重力環境下,肌肉量等會下降,且肌肉表徵也會發生改變,表現為耐力優異的慢肌比例減少、爆發力優異的快肌比例上升。但重力變化對肌肉性質、量及功能分別產生何種程度的影響,此前一直不明確。
使用可在微重力至1G重力環境下飼養小鼠的裝置進行了實驗
研究團隊利用國際太空站(ISS)日本實驗艙「希望號」上搭載的可人工調節重力並飼養小鼠的裝置「MARS」開展實驗。並設置了模擬近地軌道等環境的微重力、接近火星環境的0.33G(G為重力加速度)、介於火星與地球之間的0.67G,以及與地球相同的1G這4種重力環境,並將小鼠在各環境中飼養了4周。
結果顯示,除微重力環境外,其餘條件下肌肉量均得以維持。但對基因表現水平的分析表明,在0.33G環境中,慢肌減少、肌肉向快肌轉化。通過測量握力等指標發現,肌肉功能有所下降。不過,從基因表現量觀察到的快肌化與肌肉功能下降之間的具體關聯,目前仍不明確,今後需要進一步詳細研究。
此外,研究團隊通過分析血液成分,發現了11種可反映不同重力環境的分子。如果加以應用,未來有望通過血液檢測評估機體受重力影響的程度。
該成果不僅有助於針對宇航員在月球、火星等不同重力環境下活動時的訓練設計,還有望應用於地球上老年人的訓練及復健等領域。
原文:《日本經濟新聞》、2026/4/7
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Science Advances
論文:0.33G Mitigates Muscle Atrophy While 0.67G Preserves Muscle Function and Myofiber Type Composition in Mice during Spaceflight.
DOI:10.1126/sciadv.aed2258

