Dlaczego niektórzy astronauci wracają z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, potrzebując okularów? Problemy z oczami są jednym z największych problemów, które pojawiły się w ciągu ostatnich trzech do czterech lat nauki o stacjach kosmicznych, dotykając 20% astronautów. A biuro astronautów bardzo poważnie podchodzi do tego problemu, zauważył Scott Smith, który prowadzi Nutritional Biochemistry Lab w Johnson Space Center.
To jeden z przykładów tego, jak długie przebywanie w locie może zmienić twoje zdrowie. Pomimo najlepszych starań NASA kości i mięśnie słabną, a miesiące spędzone na rehabilitacji są potrzebne po tym, jak astronauci spędzą pół roku na stacji kosmicznej. Ale w ostatnich latach poczyniono postępy w zrozumieniu, co mikrograwitacja robi dla ludzkiego ciała - i jak to naprawić.
Weźmy na przykład problem ze wzrokiem. Lekarze uważali, że zwiększone przesunięcie płynu w głowie zwiększa nacisk na nerw wzrokowy, miejsce w tylnej części oka, które wpływa na widzenie. Istnieje kilka rzeczy, które mogą na to wpłynąć:
- Ćwiczenie. Astronauci mają codziennie przeznaczać 2,5 godziny na ćwiczenia na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, co przekłada się na około 1,5 godziny aktywności po uwzględnieniu ustawień i przejść. Podnoszenie ciężarów kompresuje mięśnie i może wcisnąć więcej krwi do głowy. NASA zainstalowała na stacji kosmicznej zaawansowane urządzenie do ćwiczeń rezystancyjnych, które ma większą moc niż jego poprzednik, ale być może powoduje to również problemy ze wzrokiem, powiedział Smith. „Ironią losu jest to, że urządzenie do ćwiczeń, którym cieszymy się z pracy mięśni i kości, może zranić oczy”.
- Poziomy CO2. Ten gaz (który naturalnie występuje podczas wydychania ludzi) jest „stosunkowo wysoki” na stacji kosmicznej, ponieważ wymaga więcej energii i więcej zapasów, aby utrzymać czystość atmosfery, powiedział Smith. „Zwiększona ekspozycja na dwutlenek węgla zwiększy przepływ krwi do głowy”, powiedział. Dodał, że jeśli okaże się to przyczyną, NASA jest gotowa wprowadzić zmiany w celu zmniejszenia poziomów CO2 na stacji.
- Problemy z folianem (witaminą B).Na podstawie zebranych danych dotyczących krwi i moczu, odkąd NASA zaczęła przyglądać się temu problemowi, badali ścieżkę biochemiczną (odżywczą) w ciele, która przenosi jednostki węgla z jednego związku do drugiego. Jest to ważne przy syntezie DNA i wytwarzaniu aminokwasów oraz wymaga kilku witamin i składników odżywczych. Po tym, jak naukowcy zaczęli zauważać zmiany w kwasie foliowym (forma witaminy B), zbadali dalej i znaleźli ciekawą rzecz dotyczącą homocysteiny, rodzaju aminokwasu w sercu tego jednego szlaku węglowego. Okazuje się, że astronauci z problemami ze wzrokiem po locie mieli wyższy (ale nie nienormalny) poziom homocysteiny we krwi przed lotem, jak opublikowano tutaj.
„To spekulacje, ale uważamy, że różnice genetyczne na tym szlaku mogą w jakiś sposób zmienić twoją odpowiedź na rzeczy, które wpływają na przepływ krwi do głowy” - powiedział Smith.
Po znalezieniu tych zasadniczo „poszlakowych” dowodów genetycznych predyspozycji do problemów ze wzrokiem, zaproponowali eksperyment, aby przyjrzeć się genom związanym z jednym metabolizmem węgla. „Aby pokazać, jak ważny jest ten problem, udaliśmy się do każdego członka załogi, który przyleciał na stację kosmiczną lub poleci na stację kosmiczną. Zapytaliśmy, czy dadzą nam próbkę krwi i przyjrzą się genom jednego metabolizmu węgla ”- powiedział. „Zwróciliśmy się w tym celu do 72 astronautów, a 70 z nich oddało nam krew, co jest niespotykane”.
Podczas gdy NASA próbuje dopilnować, co dzieje się z wizją astronautów, agencja poczyniła znaczne postępy w zachowaniu gęstości kości podczas lotów - po raz pierwszy od 50 lat lotów kosmicznych, dodał Smith.
Wspominaliśmy o zaawansowanym urządzeniu do ćwiczeń oporowych, orbitalnym urządzeniu do podnoszenia ciężarów, które zostało zainstalowane i użyte po raz pierwszy podczas Expedition 18 w 2008 roku i od tego czasu jest używane na stacji kosmicznej. Jest to duża poprawa w porównaniu z poprzednim tymczasowym urządzeniem do ćwiczeń oporowych (iRED), które nie zapewniało wystarczającego oporu, umożliwiając niektórym astronautom „maksymalne wykorzystanie” urządzenia i nie mogło dalej zwiększać obciążeń związanych z podnoszeniem ciężarów po kilku tygodniach lub miesiącach użytkowania.
„Lataliśmy iRED na stacji, a ubytek kości na stacji wyglądał dokładnie tak, jak na Miru, to znaczy bez dostępnego urządzenia do ćwiczeń oporowych” - powiedział Smith. Ale zmieniło się to drastycznie w przypadku ARED, który ma dwukrotnie większą zdolność ładowania. Załogi zjadały lepiej, utrzymywały masę ciała i miały lepszy poziom witaminy D w porównaniu z poprzednimi. Co najbardziej uderzające, utrzymali gęstość kości na poziomie przed lotem, jak pokazuje ten artykuł.
Chociaż uważamy, że kość jest cementowa i niezmienna (przynajmniej dopóki jej nie złamiesz!), W rzeczywistości jest to organ, który zawsze się rozkłada i reformuje. Kiedy rozpad przyspiesza, na przykład gdy nie obciąża się go na orbicie, traci się gęstość kości i istnieje większe ryzyko złamań.
Dlaczego nie wiadomo, poza tym, że kość zdaje się polegać na jakimś „sygnalizacji”, która wskazuje, że nakłada się na nią obciążenia lub ciężary. I odwrotnie, jeśli masz kłaść większy ciężar na kości - być może niosąc plecak z ciężarkami - twój szkielet stopniowo się powiększy, aby pomieścić dodatkowy ciężar.
Chociaż ekscytujące jest to, że ARED utrzymuje gęstość kości, pytanie brzmi, czy ciało może wytrzymać dwa procesy zachodzące w szybszym tempie niż przed lotem: rozpad i gromadzenie się kości. Smith będzie potrzebował więcej badań, aby ustalić, czy wpływa to na wytrzymałość kości, która ostatecznie jest ważniejsza niż tylko gęstość mineralna. Odżywianie i ćwiczenia można również zoptymalizować, aby dodatkowo umożliwić lepszą konserwację kości.
Jest to jedna z rzeczy, które naukowcy są podekscytowani studiowaniem w ramach nadchodzącej rocznej misji na Międzynarodową Stację Kosmiczną, kiedy Scott Kelly (NASA) i Michaił Kornienko (Roscosmos) będą jedną z niewielu osób, które wykonają jeden kolejny rok kalendarzowy w kosmosie. „Przebudowa” kości nie wyrównuje się po sześciu miesiącach, ale być może zbliża się rok.
Smith wskazał, że jakość danych zdrowotnych również uległa poprawie od długotrwałych misji Mir z początku do połowy lat 90. W tym czasie właśnie odkryto i wdrożono konkretne markery rozpadu i tworzenia kości, podczas gdy dziś są one powszechnie stosowane w medycynie. Pomiędzy tym a faktem, że dane Mir NASA pochodzą z krótszych misji, Smith powiedział, że naprawdę nie może się doczekać, co powie naukowcom rok w kosmosie.
Na tym kończy się trzyczęściowa seria dotycząca zdrowia astronautów. Dwa dni temu: dlaczego nauka ludzka jest tak trudna w kosmosie. Wczoraj: Jak sprawić, by ćwiczenia działały w Zero G?
