コラム

月面重力下では筋の質が変わる──宇宙マウス実験の恩恵は一般の人にも?

2023年04月25日(火)11時30分
月面とISSのイメージ

月の重力は地球の6分の1(写真はイメージです) HAKAN AKIRMAK VISUALS-iStock

<JAXAと筑波大などの研究チームは、ISSでマウスを3種類の重力環境下で1カ月間育てる実験を実施。ヒラメ筋の量と質の変化を解析した結果、初めて明らかになったのは──>

NASA(米航空宇宙局)は現在、アポロ計画以来となる有人月面探査プロジェクト「アルテミス計画」を進めています。この計画には欧州宇宙機関、カナダ宇宙庁、オーストラリア宇宙庁などが参加し、もちろん日本のJAXA(宇宙航空研究開発機構)も参加しています。本年2月に、アルテミス計画を見据えた新しいJAXA宇宙飛行士候補が2名選ばれたことも記憶に新しいでしょう。

アルテミス計画の目標は、単に月への有人飛行を成功させることではなく、月に探査拠点を作り、人を常駐させることです。その場合に大きな問題となるのが、地球の6分の1である月の重力の低さがどのように人の健康に影響するかです。

JAXAと筑波大などの研究チームは、ISS(国際宇宙ステーション)でマウスを3種類の重力環境下(微小重力=0に近いマイクロG、月面重力=1/6G、人工地球重力=1G)において約1カ月間飼育しました。姿勢の保持に働くヒラメ筋の量と質の変化を解析したところ、月の重力では地球の重力で生活した場合と比べて筋量は変わらないものの、筋質が変わって疲労しやすくなることが分かりました。研究成果はオープンアクセスの学術誌「Communications Biology」に4月21日付で掲載されました。

月面基地の構想は、アルテミス計画だけでなく中国やロシアによっても打ち立てられています。いずれのプロジェクトでも、少なくとも2030年頃までには基地を建設したいとしています。意外と近い将来に実現しそうな人類の月面生活。人が宇宙で生活した時の健康状況の基礎となる研究の詳細を見ていきましょう。

世界で唯一の装置を駆使したマウスの宇宙飼育ミッション

今回の実験は、ISSにある「きぼう」日本実験棟で行われました。

使用したのは、JAXAが17年に開発した可変人工重力研究システム「MARS」です。ターンテーブルの回転数を変えることで、微小重力から1Gまでの人工重力環境を作り出してマウスの飼育ができる、世界で唯一の装置となっています。

これまでに行われた宇宙飛行士や動物の研究では、微小重力しかない宇宙空間では骨格筋のヒラメ筋(足のふくらはぎにある筋肉)が急速に筋萎縮(量的変化)したり、筋線維のタイプが速筋化(タイプⅠの減少、タイプⅡの増加による質的変化)したりすることが分かっていました。けれど、微小重力と1Gの間のどこの重力環境下で変化が起きるのかは明らかにされていませんでした。

ちなみにヒラメ筋は「抗重力筋」の一種で、地球の重力に対して姿勢を保持するために働く筋肉です。地球上では、たとえば寝たきりになると筋量の減少や遅筋化(タイプⅠの増加、タイプⅡの減少)が起こり、強度の高い筋トレをすると速筋化が引き起こされます。速筋は瞬発的に大きな力が出せますが疲れやすく、遅筋は大きな力は出せませんが持久力があって疲れにくいという特徴があります。

プロフィール

茜 灯里

作家・科学ジャーナリスト/博士(理学)・獣医師。東京生まれ。東京大学理学部地球惑星物理学科、同農学部獣医学専修卒業、東京大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻博士課程修了。朝日新聞記者、大学教員などを経て第 24 回日本ミステリー文学大賞新人賞を受賞。小説に『馬疫』(2021 年、光文社)、ノンフィクションに『地球にじいろ図鑑』(2023年、化学同人)がある。分担執筆に『ニュートリノ』(2003 年、東京大学出版会)、『科学ジャーナリストの手法』(2007 年、化学同人)など。

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