Jak ludzkie ciało zmienia się w przestrzeni: prognozy dla mięśni i kości nie są dobre

Najbardziej optymistyczne prognozy zakładają, że kolonizacja Marsa nastąpi w niedalekiej przyszłości. Przykładowo, Chiny planują wystrzelić załogi na czerwoną planetę już w 2033 roku, a NASA wyznaczyła sobie dość ambitny cel wysłania astronautów przed końcem lat 30. lub na początku lat 40. ubiegłego wieku.

Z jednej strony kolonizacja wygląda całkiem obiecująco, biorąc pod uwagę problemy przeludnienia, globalnego ocieplenia, wymierania bioróżnorodności i topnienia lodowców. Ale czy takie misje kosmiczne są bezpieczne dla ludzkiego ciała? Co dzieje się z ludzkim wzrokiem, mięśniami, odpornością i DNA w kosmosie, powiedział Live Science.

Mięśnie

Jedną z największych przeszkód w długoterminowych lotach kosmicznych jest mikrograwitacja, stan bliski nieważkości, w którym astronauci pływają i mogą z łatwością przesuwać ciężkie przedmioty w powietrzu. Mięśnie otrzymują bardzo mało stymulacji, przez co zaczynają słabnąć, a nawet szybko się rozpadają. NASA opublikowała badania, z których wynika, że astronauci mogą stracić do 20 procent masy mięśniowej po spędzeniu zaledwie pięciu dni w mikrograwitacji. Szczególnie ucierpiałyby na tym kończyny dolne, tułów i mięśnie odpowiedzialne za utrzymanie postawy.

Utrata masy kostnej

Po pobycie w przestrzeni kosmicznej ludzkie kości stają się bardziej podatne na złamania i osteoporozę. Wpływ stanu nieważkości na poszczególne kości jest różny i zależy od ich umiejscowienia w organizmie. Według analizy opublikowanej w czasopiśmie Microgravity, kości kończyn dolnych i kręgosłupa lędźwiowego mogą tracić do 1% swojej masy miesięcznie, ale gęstość kości czaszki może w rzeczywistości wzrosnąć. Według przeglądu z 1995 roku opublikowanego w Acta Astronautica, ponieważ tkanka kostna ulega szybkiej degradacji w przestrzeni kosmicznej, może uwalniać strumień minerałów do krwiobiegu, zwiększając ryzyko hiperkalcemii (nadmiernego poziomu wapnia), co z kolei może prowadzić do kamieni nerkowych. .

Problemy z widzeniem

Nerwy wychodzące z tylnej części oka mogą ulegać zmianom w warunkach mikrograwitacji, a następnie deformować się po powrocie na Ziemię.

Według przeglądu opublikowanego w 2009 roku w Annals of the New York Academy of Sciences, grawitacja pomaga utrzymać gałki oczne w prawidłowej pozycji i pozwala im obracać się w oczodołach. Według badania z 2006 roku opublikowanego w czasopiśmie Human Physiology, te ruchy gałek ocznych mogą być zaburzone w warunkach mikrograwitacji.

Długotrwała ekspozycja na mikrograwitację może prowadzić do stanu zwyrodnieniowego zwanego zespołem neurookularowym.

Powrót

Mikrograwitacja ma również bardzo silny wpływ na ludzki kręgosłup. Wydłuża kręgosłup, powodując jego wyprostowanie. NASA donosi, że astronauci mogą nawet "urosnąć" w kosmosie o około 7,6 cm.

Naukowcy uspokajają: krótkotrwałe podróże kosmiczne nie spowodują większych szkód. Jednak nadmierna ekspozycja na mikrograwitację może prowadzić do nieuniknionych konsekwencji.

Zmniejszona odporność

Promieniowanie kosmiczne, mikrograwitacja oraz ogólny stres fizyczny i psychiczny związany z podróżami kosmicznymi mogą osłabić układ odpornościowy astronautów i uczynić ich bardziej podatnymi na infekcje i choroby ogólnoustrojowe.

Według przeglądu z 2021 roku opublikowanego w npj Microgravity, długotrwała ekspozycja na mikrograwitację może zmniejszyć liczbę i funkcję makrofagów, rodzaju białych krwinek, które zabijają szkodliwe mikroby i regulują działanie innych komórek układu odpornościowego. Nieważkość ma głęboki wpływ na metabolizm, wzrost i reprodukcję makrofagów.

Zwiększone ryzyko zakrzepów krwi

Serce działa również pod wpływem ziemskiej grawitacji. To właśnie siła grawitacji "ściąga" krew w dół, powodując kurczenie się mięśnia sercowego.

Mikrograwitacja może zwiększać ryzyko niebezpiecznych zakrzepów krwi. Badania sugerują, że ryzyko to może wynikać z faktu, że mikrograwitacja wiąże się ze zmniejszonym przepływem krwi w całym ciele i zwiększoną obecnością czynników krzepnięcia krwi.

Choroby serca i insulinooporność

Według badania NASA Twins Study, czasami środowisko kosmiczne zwiększa ogólny poziom stanu zapalnego w organizmie, który został powiązany z chorobami układu krążenia i insulinoopornością.

Naukowcy przeprowadzili interesujące badanie. Dwóch braci bliźniaków było astronautami. Pewnego dnia pierwszy z nich, Scott, został wysłany na misję kosmiczną, a drugi, Mark, został na Ziemi. Naukowcy porównali poziomy cytokin, białek we krwi braci, które wskazują na reakcje zapalne. Okazało się, że ciało Scotta było bardziej podatne na stany zapalne w warunkach mikrograwitacji niż ciało Marka na Ziemi.

Uszkodzenie DNA

Astronauci są narażeni na zwiększone ryzyko uszkodzenia DNA, zgodnie z przeglądem z 2017 r. opublikowanym w czasopiśmie npj Microgravity. Przypisuje się to wpływowi promieniowania kosmicznego i mikrograwitacji.

Stan jelit

Naukowcy odkryli, że astronauci mają mniej zróżnicowaną populację drobnoustrojów jelitowych w porównaniu z ludźmi na Ziemi i często mają większą liczbę gatunków bakterii przyczyniających się do zapalenia jelit.

Ponadto badanie na myszach z 2023 r., opublikowane w czasopiśmie Cell Reports, wykazało, że wywołane lotem kosmicznym zmiany w mikrobiomie jelitowym mogą przyspieszyć tempo utraty masy kostnej w warunkach mikrograwitacji.

Zmiany w strukturze i aktywności mózgu

Nieważkość powoduje przesunięcie płynu mózgowo-rdzeniowego. Jest to wodnista substancja, która zmiękcza i dostarcza składniki odżywcze do mózgu i rdzenia kręgowego. Zmiany w strukturze i aktywności mózgu mogą być nadal obserwowane miesiące po powrocie astronautów na Ziemię. Jednocześnie naukowcy nie są pewni, jak szkodliwe mogą być te zmiany dla ludzkiego zdrowia.

Wcześniej OBOZREVATEL poinformował, że SpaceX pokazał pierwszą kolonię ludzi na Marsie.

Subskrybuj kanały OB OZREVATEL w Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.