肌肉减少症（Sarcopenia）是一种随着年龄增长而出现的进行性、广泛性的肌肉质量和力量下降现象，在80岁及以上人群中发病率高达50%。它可能导致残疾和跌倒引发的伤害，并与生活质量下降和死亡率增加相关。除了生活方式的改变外，目前尚无针对肌肉减少症的临床治疗手段。
太空飞行中因失重和肌肉负荷有限，会在短时间内导致肌肉无力——这是肌肉减少症的一个显著特征，从而为研究与年龄相关的肌肉萎缩提供了时间加速模型。这种相对较短的太空时间窗口为肌肉老化提供了一个微重力模型，并为研究通常需要数十年才能在地球上患者身上显现的肌肉减少症开辟了机会。
为了了解微重力环境下肌肉的变化，美国佛罗里达大学（University of Florida）的Siobhan Malany、Maddalena Parafati及其团队从捐赠者的活检组织中构建了骨骼肌微型组织，并通过SpaceX CRS-25任务将其送往国际空间站（ISS）。他们的研究成果于今天发表在《干细胞报告》（Stem Cell Reports）上。这些微型组织分别来自年轻活跃的捐赠者和年长久坐的捐赠者，并在自动化的迷你实验室中培养。除常规的培养喂养和监测外，该实验室还能够通过电刺激模拟运动。在地球上，年轻活跃个体的微型组织收缩强度几乎是年长久坐个体组织强度的两倍。然而，仅仅两周的太空飞行后，年轻组织的肌肉强度趋于下降，变得与老年组织的强度更为接近。类似的趋势也出现在肌肉蛋白含量上：在地球上，年轻微型组织的蛋白质含量高于老年组织，但在微重力环境中，其含量下降至与老年组织相当的水平。此外，太空飞行改变了基因表达，尤其是年轻微型组织中的基因表达，并干扰了与正常肌肉功能相关的细胞过程。有趣的是，电刺激可以在一定程度上缓解这些基因表达的变化。
“通过使用电脉冲触发太空中实时的肌肉收缩，我们可以模拟运动并观察其如何帮助防止微重力环境下的快速肌肉弱化。”首席研究员之一Siobhan Malany表示，“这一技术进步为我们提供了如何在长期太空任务中保持肌肉健康的见解，并最终帮助我们对抗地球上的年龄相关肌肉流失。”
这项研究表明，与肌肉减少症相关的肌肉衰退可以在太空中的较短时间内建模，为后续研究由衰老或太空旅行引起的肌肉减少症的原因及潜在治疗方法铺平了道路。
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