Влияние реальной и моделируемой микрогравитации на функцию митохондрий клеток

У астронавтов, вернувшихся после миссий на космических шаттлах или пребывания на Международной космической станции, диагностировали различные нарушения здоровья, такие как деминерализация костей, атрофия мышц, сердечно-сосудистая детренированность, а также вестибулярные и сенсорные расстройства, включая снижение остроты зрения, изменения метаболического и пищевого статуса и дисрегуляцию иммунной системы. Эти нарушения здоровья связаны с окислительным стрессом, вызванным средой микрогравитации. Митохондрии являются источником активных форм кислорода (АФК). Однако молекулярные механизмы, посредством которых митохондрии продуцируют АФК в условиях микрогравитации, остаются неясными. Поэтому целью данного обзора было изучение механизмов, посредством которых микрогравитация индуцирует окислительное повреждение митохондрий, на основе оценки экспрессии генов и белков, а также соответствующих метаболических путей. В целом АФК, индуцированные микрогравитацией, уменьшают объём митохондрий, главным образом воздействуя на эффективность дыхательной цепи и метаболических путей. Считается, что нарушенная работа дыхательной цепи приводит к образованию АФК вследствие преждевременной утечки электронов в цепи переноса электронов. Дисбаланс между образованием АФК и антиоксидантной защитой в митохондриях является основной причиной митохондриального стресса и повреждения, приводящих к митохондриальной дисфункции. Кроме того, мы рассматриваем действие антиоксидантов в отношении окислительного стресса, вызванного средой микрогравитации, включая как микрогравитацию в космическом полёте, так и моделируемую микрогравитацию (то есть космический полёт или наземные аналоги космического полёта, такие как параболический полёт, центробежная сила и башни сбрасывания). Необходимы дальнейшие исследования влияния микрогравитации на заболевания, связанные с митохондриальным стрессом, особенно для разработки новых терапевтических препаратов, способных улучшить состояние здоровья астронавтов во время длительных космических миссий.