Az űrbiológiai kutatások az Amerikai Egyesült Államokban és a Szovjetunióban az 1950-es évek elején kezdődtek. Olyan rakétákat lőttek fel, melyekben különféle élőlényeket, tartalmazó tartályokat helyeztek el. Ezekben, kezdetben baktériumtelepek, egysejtű és többsejtű növényi és állati élőlények, valamint melegvérű emlősök voltak. Ezen élőlényeken tanulmányozták az űrutazások fizikai körülményeinek biológiai hatásait. Szervezetünk az evolúció során a földi körülményekhez alkalmazkodott, a saját bolygónkon észlelhető gravitációhoz vagyunk hozzászokva. Az emlősök különböző izmainak strukturális és funkcionális szerveződése is úgy tekinthető, mint az evolúció különböző tényezőinek és a Föld gravitációjának elválaszthatatlan kölcsönhatása.
Az űrrepülés egyik legfontosabb fizikai hatása élettani szempontból a súlytalanság. A súlytalanság állapota földi körülmények mellett csak nagyon rövid ideig valósítható meg. Pl. megpróbálták a nehézségi erő hatását a testtel azonos fajsúlyú folyadék felhajtó erejével közömbösíteni. Ilyenkor azonban nem jött létre valódi súlytalanság, mert mind a belső testszervek, mind az egyensúlyozó szerv a Föld vonzerejének hatása alatt marad. Az űrhajó indítását követően a szervezetet érő változások elsősorban reflexes eredetűek, amelyek a súlytalanság első perceiben megszűnnek. A későbbiekben a keringési reakciók normalizálódnak és előtérbe kerülnek az izmok hypodinámiájával kapcsolatos kérdések, valamint a tűrőképesség és az általános munkavégzés csökkenése. Tartós súlytalanság hatására új tünetként figyelhető meg a mozgás dezorganizációja. Ezzel összefüggésben kell beszélnünk a hosszan tartó űrrepülés egyik legsúlyosabb és megoldatlan problémájáról az izmok leépüléséről, amely akár életveszélyessé is válhat. Súlyosabb következménye az izomsorvadás, hisz ez a szívet is jelentősen terheli. Az űrhajósok napi 5-6 órát töltenek erőteljes és fokozott testedzéssel (szobakerékpározás, futószőnyeg stb.), de ezzel az izmok leépülése legfeljebb csak késleltethető. Emiatt a visszatérés után az űrhajós nem vagy csak nehezen képes a járásra.
Az irodalomból nem ismeretesek olyan adatok, melyek kielégítő megoldást jelentenének a súlytalanság károsító hatásának a közömbösítésére. Ezért aktuális és fontos feladat tanulmányozni a súlytalanság hatására létrejövő változásokat a különböző funkciójú vázizmokban. A bioszputnyik kísérletek megszervezése technikailag rendkívüli nehézségekkel jár és anyagilag igen költséges. Ezért szükséges volt, előzőleg és párhuzamosan olyan modellkísérleteket is alkalmazni, amely az izomműködéssel kapcsolatos és sikeresen vizsgálni tudjuk a mozgáshiány következtében fellépő izomsorvadás folyamatát, továbbá ami lehetővé tette a kísérleti módszerek beállítását és kipróbálását, valamint gyakorlati hasznosítását. Ez az egészen egyszerű modell az évszázadok óta alkalmazott módszer: valamelyik végtag gipszelése (immobilizációja), amely lehetővé tette a kényszernyugalomba helyezett végtag izmainak vizsgálatát a gipszkötés levétele után.

A Debreceni Egyetem EFK Űrkutatási munkacsoportja közel negyed évszázada vesz részt nemzetközi és hazai űrélettani kutatásokban. Fő kutatási területünk a vázizomszövetek biokémiai, molekuláris és adaptációs reakcióinak vizsgálata megváltozott terhelés és más károsító tényezők hatására.
A világon elsőként végeztük el a Kozmosz kísérletekben a rövid és hosszú ideig tartó súlytalanság hatásának vizsgálatát patkány különböző típusú vázizmain.
Kísérleteinkben megállapítottuk, hogy a különböző időtartamú űrutazás alatt, illetve földi immobilizációs modellkísérletekben a hypergravitáció jelentős sorvadást idéz elő az antigravitációs lassú rángású izmokban. A gyors rángású izmoknál gyengébb változást tapasztaltunk. Kimutattuk, hogy mozgáskorlátozás hatására a gyors és lassú izmok esetén megváltozik az izom kontrakciós kinetikája.
A jelenség régóta jól ismert, de a mozgáshiány és mozgás gátlása révén létrejövő izomatrófia mechanizmusa és megakadályozása mind az űrélettani vizsgálatokban, mind az egyik legsúlyosabb mozgásszervi betegségnek, az izomsorvadásnak a diagnosztikájában megoldatlan probléma. Ezért kiemelten fontos minden olyan kutatás, módszer kifejlesztése, ami az izomsorvadás, illetve a kezelés hatásainak vizsgálatában segítséget nyújtanak.

A Magyar Űrkutatási Iroda által támogatott pályázatunkban azt vizsgáljuk, hogy a különböző eljárások és módszerek, hogyan befolyásolják a vázizomzat aktuális állapotát és funkcionális sajátosságait.
Az elmúlt években tanulmányoztuk a tréning és különböző izom specifikus gyógyszerek hatását az atrófizált vázizom kontraktilis tulajdonságaira. Megállapítottuk, hogy a külső környezeti tényezők megszabják, illetve megváltoztatják a harántcsíkolt izmot felépítő fehérjék molekuláris sajátosságait.
Jelenleg azt vizsgáljuk, hogy elektromos ingerléssel kiváltott izomösszehúzódás megakadályozhatja e a mozgáshiány következtében kialakuló izomsorvadást. Továbbá vizsgáljuk, hogy milyen hatással van a rövidebb és hosszabb elektromos ingerlés hatása az atrófizált gyors és lassú vázizmok felépülésére. Képese e az izom eredeti működési állapotát visszanyerni. A hosszú ideig tartó nem használat következtében kialakuló nagyarányú izomsúly csökkenés ellenére rendelkezik-e a vázizom azzal a képességgel, hogy teljesen felépítse normális működését. Jellemezzük a readaptáció időtartamát és kiterjedését 28 napos hátsó végtagi immobilizáció folyamán.
Az űrélettani kutatások különleges lehetőséget adnak az egyes életfolyamatok tanulmányozására, a szervek és szervrendszerek működésének jobb megértésére, s ezzel hozzájárulnak az orvostudomány