Tieto aspekty pustošia telo astronautov
Lekársky výskum na ISS poskytuje dôležité poznatky o ľudskej fyziológii. Misia je zároveň tvrdou prácou pre ľudský organizmus. Čo sa však presne stane s telom - a za akým účelom?
Z
Telá v dezintegrácii: astronauti strácajú až 1,5 percenta svojej kostnej hmoty mesačne.
Medzinárodná vesmírna stanica ISS je najkomplexnejší stroj, aký človek doteraz vytvoril, projekt spolupráce medzi USA, Ruskom, Japonskom a Kanadou, ako aj jedenástimi členskými štátmi Európskej vesmírnej agentúry. Je to jedinečná výskumná platforma v blízkosti Zeme s podmienkami, ktoré sa nedajú simulovať kdekoľvek na Zemi.
Jedným z cieľov výskumných projektov, ktoré pochádzajú napríklad z oblastí technológií, materiálových vied, astrofyziky, biológie alebo medicíny, je zlepšenie života na Zemi. Takmer pätina experimentov ESA na palube ISS je lekársky výskum. V tejto oblasti investujú aj ďalšie partnerské agentúry. Ide o ďalší cieľ: uskutočnenie misií s posádkou do hlbín našej slnečnej sústavy.
Rovnica bez gravitácie
Ale to, čo sa v celovečerných filmoch stalo pred desiatkami rokov, sa ukázalo ako projekt plný mnohých problémov pri pohľade na výsledky ľudských fyziologických experimentov na ISS. Dozviete sa veľa o ľudskej fyziológii, ak vezmete podmienky na Zemi „z rovnice“, ako hovoril fyzik, matematik a lekár Guillaume Weerts, vedúci kozmickej medicíny v Európskom astronautickom centre v Kolíne nad Rýnom, s „Ärzte Zeitung“. "Vyjadruje sa.".
Jedna z týchto podmienok, ktorá je samozrejmosťou pre všetky živé bytosti na modrej planéte, je podľa Weertsovej „vypnutá“ na ISS: gravitácia.
„Stanica letí tak rýchlo, že všetko v nej je v permanentnom voľnom páde,“ vysvetľuje. ISS obieha okolo Zeme rýchlosťou približne 28 000 km za hodinu. Gravitačná sila nie je úplne vypnutá: Asi 400 km nad zemským povrchom stále existuje mikrogravitácia.
Druhou dôležitou podmienkou je kozmické žiarenie, pred ktorým nás chráni zemské magnetické pole. Táto ochrana je na ISS z veľkej časti stále zavedená. Aj keď cestujete na Mesiac, nie je to potrebné - nehovoriac o mesiacoch výletov na Mars.
Beztiažový stav zaručuje, že ľudský organizmus starne ako v rýchlom pohybe: astronauti sú menej výkonní kardiovaskulárni ako na Zemi, čo je čiastočne spôsobené zmenenou distribúciou krvi a telesných tekutín.
Zdá sa, že k zmenám v kardiovaskulárnom systéme dochádza aj z dlhodobého hľadiska: niektorí cestujúci vesmírom zomreli na kardiovaskulárne choroby v pomerne mladom veku, napríklad astronaut Apolla Ronald Evans vo veku 56 rokov alebo James Irwin, pilot lunárneho modulu na misii Appollo 15. 61 rokov.
Zo siedmich návštevníkov Mesiaca traja zomreli na kardiovaskulárne choroby. Hanns-Christian Gunga z Centra pre vesmírnu medicínu v Berlíne Charité považuje chronický vaskulárny zápal v dôsledku letov do vesmíru za možný.
Rýchly úbytok kostnej hmoty
Z dôvodu nedostatku fyzického stresu sa svaly a kostné látky rýchlo odbúravajú. „Astronauti strácajú až 1,5 percenta svojej kostnej hmoty mesačne,“ vysvetľuje Dr. Thu Jennifer Ngo-Anh, vedúca Programu humánneho výskumu v ESA v Noordwjiku pri Amsterdame. „To je toľko ako postmenopauzálna žena za rok,“ uviedla Ngo-Anh pre „Ärzte Zeitung“.
Čo keby astronauti neboli fyzicky schopní vykonávať svoje úlohy po mesiacoch cesty na Mars? A čo keď sa vrátia na zem ťažko oslabení? Mnoho astronautov už po niekoľkých mesiacoch misií trpí bolesťami chrbta, čo sa pripisuje zníženej svalovej sile.
Neurofyziologické zmeny prebiehajú aj pri dlhodobých pobytoch na ISS, ako ukázal nedávny výskum. Zmeny, ktoré zachytávajú centrálne anatomické štruktúry mozgu: EEG vykazujú zmenené vzorce aktivity, je narušená motorická koordinácia, narušuje sa prepojenie mnohých mozgových centier, klesá objem šedej hmoty v mozgu, zväčšujú sa komory a biela hmota tiež vykazuje zmeny.
Nakoľko to má dlhodobý vplyv na neurologicko-periférne funkcie alebo na schopnosť myslieť, nie je známe. Zmysly chuti a vône sa tiež menia v priestore.
To má zase vplyv na výživu. Aký druh dodávky energie astronauti potrebujú po dlhú dobu, je tiež potrebné ešte preskúmať. Zdá sa, že nadmerný príjem soli zvyšuje resorpciu kostí - dôležité zistenie aj pre cestujúcich do vesmíru.
Vesmírna choroba je ďalším príkladom toho, že výsledky výskumu z vesmíru môžu poskytnúť informácie o fyziologických vzťahoch v ľudskom organizme. Mnoho astronautov trpí nauzeou niekoľko dní, hneď ako sa dostanú na ISS.
„Kinetóza zostáva významným a nepredvídateľným problémom v cestovaní vesmírom,“ uvádza neurovedec Millard Reschke z Johnson Johnson Space Center v Houstone/Texas a jeho kolegovia (Aerosp Med Hum Perform 2018; 89: 749-53).
K tomu dochádza pri pohybe hlavy, nosení okuliarov alebo pri pohybe vesmírnou stanicou. Po návrate na Zem musí rovnovážny systém trvať až desať dní, kým sa opäť nastaví na gravitáciu.
Žiadny zmysel pre rovnováhu
Štúdie naznačujú, že funkcia otolitu je výrazne zmenená v beztiažovom stave, v rôznej miere vpravo a vľavo. Z toho sme sa dozvedeli, že každý človek má dominantný rovnovážny labyrint - porovnateľný s rukou.
Všetko poukazuje menej na otolitovú asymetriu s rozdielmi fyzickej hmotnosti ako na rozdiely v neuronálnych procesoch v periférnych orgánoch a v centrálnom nervovom systéme, uvádza sa v správe Nemeckého leteckého centra.
Ďalšie fyziologické zmeny vo vesmíre sa týkajú napríklad regulácie tepla v tele s dlhodobo zvýšenými teplotami tela po fyzickej námahe, pokožka vykazuje zmeny podobné procesom prirodzeného starnutia na zemi po celé desaťročia a imunitný systém je v nerovnováhe.
Nijako okolo Marsu a Mesiaca
Vyraďovacím kritériom pre ľudský prieskum našej slnečnej sústavy je kozmické žiarenie. „Z dlhodobého hľadiska je žiarenie z vesmíru určite najväčším problémom pre zdravie astronautov,“ hovorí Ngo-Anh. Počas medziplanetárnych expedícií by bolo telo vystavené významným dávkam kozmického žiarenia.
Ak je človek vystavený dávkam žiarenia okolo 3 mSv ročne na Zemi, je to okolo 100 mSv na polročnej misii na ISS. Podľa misie Ngo-Anh sa na misiu Mars počíta iba so 600 mSv iba pre spiatočný let - nezahŕňa čas prieskumu na mieste.
Prahová hodnota nebezpečenstva pre významne zvýšené riziko rakoviny je okolo 1000 mSv. Okrem modelu rizika rakoviny nie sú známe žiadne ďalšie biologické účinky. Weerts: „Táto kapitola musí byť ešte napísaná. Bohužiaľ je ťažké simulovať biologické účinky kozmického žiarenia, pretože na Zemi neexistujú žiadne zodpovedajúce zdroje žiarenia. ““
Psychický stres z toho, že ste niekoľko mesiacov uväznení, žijete spolu s niekoľkými ľuďmi v obmedzenom priestore s neustálym hlukom z ISS a poruchami spánku s častými zmenami svetlo-tma, sú spomenuté iba okrajovo v tomto bode.
Pre všetky tieto problémy, ktoré sú opísané iba ako príklady, chcú vedci vyvinúť protiopatrenia na ochranu vesmírnych cestujúcich na misiách do hlbín vesmíru. Mnoho výskumných projektov práve prebieha na ISS aj na Zemi.
Ngo-Anh: „Kvôli technologickým výzvam a nevysvetliteľnému financovaniu bude nejaký čas trvať, kým sa cesta na naše susedné planéty stane realitou.“ V rozhovore pre ESA boli lekár a neurovedci presvedčení, že lekárske výzvy budú v tejto chvíli. dá sa zvládnuť. „Neexistuje žiadny spôsob, ako to obísť: poletíme na Mesiac a Mars!“