Γιατί κάποιοι αστροναύτες επιστρέφουν από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό που χρειάζονται γυαλιά; Τα προβλήματα των ματιών είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που έχουν εμφανιστεί τα τελευταία τρία έως τέσσερα χρόνια της επιστήμης του διαστημικού σταθμού, επηρεάζοντας το 20% των αστροναυτών. Και το γραφείο αστροναυτών αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα πολύ σοβαρά, επεσήμανε ο Scott Smith, ο οποίος ηγείται του εργαστηρίου διατροφικής βιοχημείας στο Διαστημικό Κέντρο Johnson.
Είναι ένα παράδειγμα του πώς η παρατεταμένη διαμονή κατά την πτήση μπορεί να αλλάξει την υγεία σας. Παρά τις καλύτερες προσπάθειες της NASA, τα οστά και οι μύες εξασθενούν και χρειάζονται μήνες αποκατάστασης αφού οι αστροναύτες περνούν μισό χρόνο στο διαστημικό σταθμό. Αλλά τα τελευταία χρόνια, υπήρξαν βήματα στην κατανόηση του τι κάνει η μικροβαρύτητα στο ανθρώπινο σώμα - και πώς να το διορθώσει.
Πάρτε για παράδειγμα το πρόβλημα της όρασης. Οι γιατροί πίστευαν ότι η αυξημένη μετατόπιση υγρού στο κεφάλι αυξάνει την πίεση στο οπτικό νεύρο, ένα σημείο στο πίσω μέρος του ματιού που επηρεάζει την όραση. Υπάρχουν μερικά πράγματα που θα μπορούσαν να επηρεάσουν αυτό:
- Ασκηση. Οι αστροναύτες καλούνται να διαθέσουν 2,5 ώρες για άσκηση στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό καθημερινά, το οποίο μεταφράζεται σε περίπου 1,5 ώρες δραστηριότητας μετά την εγκατάσταση και λαμβάνονται υπόψη οι μεταβάσεις. Η ανύψωση βάρους συμπιέζει τους μύες και μπορεί να αναγκάσει περισσότερο αίμα στα κεφάλια τους. Η NASA εγκατέστησε μια προηγμένη συσκευή αντιστατικής άσκησης στο διαστημικό σταθμό που είναι πιο ισχυρή από τον προκάτοχό της, αλλά ίσως αυτό προκαλεί επίσης το πρόβλημα της όρασης, δήλωσε ο Smith. "Είναι ειρωνικό το γεγονός ότι η συσκευή άσκησης για την οποία είμαστε ενθουσιασμένοι για τη λειτουργία των μυών και των οστών, μπορεί να βλάψει τα μάτια."
- Επίπεδα CO2. Αυτό το αέριο (το οποίο συμβαίνει φυσικά όταν οι άνθρωποι εκπνέουν) είναι «σχετικά υψηλό» στο διαστημικό σταθμό επειδή χρειάζεται περισσότερη ισχύ και περισσότερες προμήθειες για να διατηρηθεί η ατμόσφαιρα καθαρότερη, είπε ο Smith. «Η αυξημένη έκθεση σε διοξείδιο του άνθρακα θα αυξήσει τη ροή του αίματος στο κεφάλι σας», είπε. Εάν αυτό αποδειχθεί ότι είναι η αιτία, πρόσθεσε, η NASA είναι έτοιμη να κάνει αλλαγές για να μειώσει τα επίπεδα CO2 στο σταθμό.
- Προβλήματα φυλλικού οξέος (βιταμίνη Β).Από τις συγκεντρώσεις δεδομένων αίματος και ούρων που συλλέχθηκαν από τότε που η NASA άρχισε να εξετάζει αυτό το πρόβλημα, εξέταζαν ένα βιοχημικό (θρεπτικό) μονοπάτι στο σώμα που μετακινεί μονάδες άνθρακα από τη μία ένωση στην άλλη. Αυτό είναι σημαντικό για τη σύνθεση του DNA και την παραγωγή αμινοξέων και περιλαμβάνει αρκετές βιταμίνες και θρεπτικά συστατικά. Αφού οι επιστήμονες άρχισαν να παρατηρούν αλλαγές στο φυλλικό οξύ (μια μορφή βιταμίνης Β), διερεύνησαν περαιτέρω και βρήκαν ένα ενδιαφέρον πράγμα σχετικά με την ομοκυστεΐνη, έναν τύπο αμινοξέος στην καρδιά αυτής της μονοπάτι άνθρακα. Αποδεικνύεται ότι εκείνοι οι αστροναύτες με προβλήματα όρασης μετά την πτήση είχαν υψηλότερα (αλλά όχι ανώμαλα) επίπεδα ομοκυστεΐνης στο αίμα τους πριν από την πτήση, όπως δημοσιεύθηκε εδώ.
«Είναι κερδοσκοπικό, αλλά πιστεύουμε ότι οι γενετικές διαφορές σε αυτό το μονοπάτι μπορεί κάπως να αλλάξουν την απόκρισή σας σε πράγματα που επηρεάζουν τη ροή του αίματος στο κεφάλι», δήλωσε ο Smith.
Αφού βρήκαν αυτές τις ουσιαστικά «περιστασιακές» ενδείξεις γενετικής προδιάθεσης σε προβλήματα όρασης, πρότειναν ένα πείραμα για να δουν τα γονίδια που σχετίζονται με έναν μεταβολισμό του άνθρακα. «Για να σας δώσουμε μια ιδέα για τη σημασία αυτού του προβλήματος, πήγαμε σε κάθε μέλος του πληρώματος που έχει πετάξει στο διαστημικό σταθμό ή θα πετάξει στο διαστημικό σταθμό. Ρωτήσαμε αν θα μας έδιναν δείγμα αίματος και θα δούμε τα γονίδια τους για έναν μεταβολισμό άνθρακα », είπε. «Πλησιάσαμε 72 αστροναύτες για να το κάνουμε αυτό, και 70 από αυτούς μας έδωσαν αίμα, κάτι που είναι ανήκουστο».
Ενώ η NASA προσπαθεί να καταγράψει ό, τι συμβαίνει με το όραμα αστροναύτη, ο οργανισμός έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο στη διατήρηση της πυκνότητας των οστών κατά τη διάρκεια πτήσεων - για πρώτη φορά σε 50 χρόνια διαστημικής πτήσης, πρόσθεσε ο Smith.
Αναφέραμε την προηγμένη Αντιστατική Συσκευή Άσκησης, μια τροχιακή συσκευή ανύψωσης βάρους που εγκαταστάθηκε και χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά κατά τη διάρκεια της Αποστολής 18 το 2008 και έκτοτε χρησιμοποιείται από το διαστημικό σταθμό. Είναι μια μεγάλη βελτίωση σε σχέση με την προηγούμενη ενδιάμεση συσκευή αντιστατικής άσκησης (iRED), η οποία δεν παρείχε αρκετή αντίσταση, επιτρέποντας σε ορισμένους αστροναύτες να «μεγιστοποιήσουν» τη συσκευή και δεν μπόρεσαν να αυξήσουν περαιτέρω τα φορτία άρσης βαρών μετά από μερικές εβδομάδες ή μήνες χρήσης.
«Πετάξαμε το iRED στο σταθμό και η απώλεια οστού στο σταθμό έμοιαζε ακριβώς όπως έκανε στο Mir, δηλαδή, χωρίς διαθέσιμη συσκευή αντιστατικής άσκησης», είπε ο Smith. Αλλά αυτό άλλαξε δραστικά με το ARED, το οποίο έχει διπλάσια ικανότητα φόρτωσης. Τα πληρώματα έτρωγαν καλύτερα, διατηρούσαν το σωματικό βάρος και είχαν καλύτερα επίπεδα βιταμίνης D σε σύγκριση με αυτά που είχαν προηγουμένως. Το πιο εντυπωσιακό, διατήρησαν την πυκνότητα των οστών τους σε επίπεδα προβολέα, όπως δείχνει αυτό το έγγραφο.
Ενώ πιστεύουμε ότι το οστό είναι σαν τσιμέντο και αμετάβλητο (τουλάχιστον έως ότου σπάσει ένα!), Στην πραγματικότητα είναι ένα όργανο που πάντα καταρρέει και μεταμορφώνεται. Όταν επιταχύνεται η κατανομή, όπως όταν δεν το βάζετε σε τροχιά, χάνετε οστική πυκνότητα και διατρέχετε μεγαλύτερο κίνδυνο κατάγματος.
Γιατί είναι άγνωστο, εκτός από το να πούμε ότι το κόκαλο φαίνεται να βασίζεται σε κάποιο είδος «σηματοδότησης» που δείχνει ότι φορτώνονται ή βάρη πάνω του. Αντίθετα, εάν θέλεις να βάλεις περισσότερο βάρος στα οστά σου - ίσως να κουβαλάς ένα σακίδιο με βάρη - ο σκελετός σου θα μεγαλώνει σταδιακά για να φιλοξενήσει το επιπλέον βάρος.
Ενώ είναι συναρπαστικό το ότι το ARED διατηρεί την πυκνότητα των οστών, το ερώτημα είναι αν το σώμα μπορεί να διατηρήσει δύο διεργασίες που συμβαίνουν με ταχύτερο ρυθμό από ό, τι πριν από την πτήση: τη διάσπαση και τη συσσώρευση των οστών. Θα χρειαστεί περισσότερη μελέτη, είπε ο Smith, για να προσδιορίσει εάν αυτό επηρεάζει τη δύναμη του οστού, η οποία είναι τελικά πιο σημαντική από την απλή πυκνότητα των ορυκτών. Η διατροφή και η άσκηση μπορούν επίσης να βελτιστοποιηθούν, ώστε να επιτρέψουν περαιτέρω την καλύτερη διατήρηση των οστών.
Αυτό είναι ένα από τα πράγματα που οι επιστήμονες είναι ενθουσιασμένοι για να μελετήσουν με την επερχόμενη αποστολή ενός έτους στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όταν ο Scott Kelly (NASA) και ο Mikhail Kornienko (Roscosmos) θα είναι ένας από τους μικρούς ανθρώπους που θα κάνουν ένα συνεχές ημερολογιακό έτος στο διάστημα. Το «αναδιαμόρφωση» των οστών δεν ξεφλουδίζεται μετά από έξι μήνες, αλλά ίσως πλησιάζει σε ένα χρόνο.
Ο Smith επεσήμανε ότι η ποιότητα των δεδομένων για την υγεία έχει επίσης βελτιωθεί από τις αποστολές Mir μακράς διάρκειας στις αρχές έως τα μέσα της δεκαετίας του 1990. Ειδικοί δείκτες διάσπασης και σχηματισμού οστών μόλις ανακαλύφθηκαν και εφαρμόστηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ενώ σήμερα χρησιμοποιούνται συνήθως στην ιατρική. Μεταξύ αυτών, και το γεγονός ότι τα δεδομένα Mir της NASA προέρχονται από αποστολές μικρότερης διάρκειας, ο Smith είπε ότι ανυπομονεί πραγματικά να δει τι θα πει στους επιστήμονες η χρονιά στο διάστημα.
Αυτό ολοκληρώνει μια σειρά τριών μερών για την υγεία των αστροναυτών. Πριν από δύο ημέρες: Γιατί η ανθρώπινη επιστήμη είναι τόσο δύσκολο να γίνει στο διάστημα. Χθες: Πώς κάνουμε τις ασκήσεις να λειτουργούν στο Zero G;
