Свемирска истраживања: Како годину дана у васиони мења људско тело

Астронаут НАСА Френк Рубио управо се вратио са рекордног 371 дана проведеног у свемиру на Међународној свемирској станици, а путовање му је можда изменило мишиће, мозак, па чак и бактерије које живе у његовим цревима.

После неколико поздрава, кратке фото-сесије и једног махања, астронаут Рубио се опростио се од колекције модула и соларних панела величине стадиона за амерички фудбал који су му били дом више од годину дана.

Његов одлазак са Међународне свемирске станице и повратак на Земљу представља крај најдужег појединачног свемирског лета Американца до сада.

Време које је провео у орбити оборило је претходни амерички рекорд од 355 дана, а продужено је у марту након што је откривено да у свемирској летелици, којом су он и остали чланови посаде требало да се врате кући, цури расхладна течност.

Додатни месеци проведени у свемиру омогућили су Рубију да сакупи укупно 5.963 обртаја око Земље и пређе 253,3 милиона километара.

Ипак, и даље фали око два месеца да обори апсолутни рекорд - руски космонаут Валериј Пољаков провео је 437 дана на свемирској станици Мир средином деведесетих.

Са широким осмехом на лицу, Рубио је превезен са свемирске летелице Сојуз МЦ-23 након што је слетела безбедно на Земљу у облаку прашине близу града Жесказгана у Казахстанској степи.

Толики боравак у окружењу ниске гравитације на Међународној свемирској станици сигурно је оставио трага на његовом телу, јер су тимови за спасавање морали да га подигну из капсуле.

Продужени боравак у свемиру пружиће корисне увиде у то како се људи носе са дугим периодима свемирских летова и како се најбоље одупрети проблемима који могу да се јаве.

Погледајте видео:'Лепо је поново бити код куће'

Рубио је први астронаут који је учествовао у студији која проучава како вежбање са сведеном опремом из теретане може да утиче на људско тело.

То су информације које ће се показати од кључног значаја, јер људи сада желе да шаљу посаде у истраживање свемира много даље у Сунчевом систему.

Повратак са Марса, на пример, очекује се да ће трајати 1.100 дана (мало више од три године), према садашњим плановима.

Свемирска летелица којом ће људи путовати биће много мања од Међународне свемирске станице, што значи да ће бити потребне мање, лакше справе за вежбање.

Али на страну проблеми са одржавањем у форми - шта тачно свемирски лет чини људском телу?

Мишићи и кости

Без гравитационе силе која врши стални притисак, наши удови, мишићи и коштана маса полако почињу да се смањују у свемиру.

Најпогођенији су они мишићи који помажу да се очува наше држање у леђима, врату, листовима и квадрицепсима - на микрогравитацији они не морају да раде ни изблиза толико много и зато почињу да атрофирају.

После само два месеца, мишићна маса може да опадне за чак 20 одсто, а на дужим мисијама у трајању од три до шест месеци може да опадне и до 30 одсто.

Слично томе, зато што астронаути не излажу скелете толиком механичком напору као кад се налазе под дејством Земљине гравитације, њихове кости такође почињу да се деминерализују и губе снагу.

Астронаути губе један до два одсто коштане масе сваког месеца који проведу у свемиру, а и до 10 одсто у сваком шестомесечном периоду (на Земљи, старији мушкарци и жене губе коштану масу стопом од 0,5-1 одсто сваке године).

То може да повећа ризик од фрактуре и повећања количине времена неопходног за зацељење.

Може да буде потребно и до четири године да се њихова коштана маса врати у нормалу по повратку на Земљу.

Да би се борили против тога, астронаути морају да раде 2,5 сата вежби и интензивног тренинга сваки дан док су у орбити на Међународној свемирској станици.

То укључује серије чучњева, мртвог дизања, веслања у претклону и потисака са клупе уз помоћ справа за вежбање инсталираних у „теретани" Међународне свемирске станице, заједно са редовним серијама везаним за покретну траку или бицикл за вежбање.

Узимају и суплементе у исхрани који им помажу им кости остану што здравије.

Једна скорашња студија, међутим, истакла је да чак ни овај режим вежби није довољан да спречи губитак функције и величине мишића.

Она је препоручила да се тестира да ли већа тежина у вежбама отпора и тренингу високог интензитета може да помогне да се спречи тај губитак мишића.

Одсуство гравитације које вуче њихово тело надоле може да значи и да астронаути открију да постају мало виши током боравка на Међународној свемирској станици док им се кичма незнатно издужује.

То може да доведе до проблема са болом у леђима док су у свемиру и искакање дискуса једном кад се врате на Земљу.

Током брифинга док је био на Међународној свемирској станици пред повратак на Земљу, сам Рубио изјавио је да му кичма расте и да би то могло да му помогне да избегне честу повреду врата коју астронаути доживе кад њихова свемирска летелица удари у земљу ако покушају да искриве врат на седиштима да би видели шта се дешава.

„Мислим да ми се кичма издужила сасвим довољно да се углавим у перфорацију седишта, тако да се нећу много мрдати", рекао је.

Губитак килограма

Иако тежина значи врло мало док сте у орбити - окружење микрогравитације значи да све што није привезано може слободно да лебди по простору Међународне свемирске станице, укључујући људска тела - одржавање здраве тежине изазов је док сте у орбити.

Иако се НАСА труди да осигура да астронаути имају што разноврснији распон хранљиве исхране, између осталог најскорије неколико листова салате узгојених на самој свемирској станици, то и даље може имати утицај на астронаутово тело.

Скот Кели, астронаут НАСА-е који је учествовао у најскупљој студији на ефектима дуготрајног свемирског лета након што је остао на Међународној свемирској станици 340 дана док је истовремено његов брат близанац остао код куће на Земљи, изгубио је 7 одсто телесне масе док је био у орбити.

Истраживачи који су проучавали Скота Келија после његовог путовања до Међународне свемирске станице открили су да су се бактерије и гљиве које живе у његовим цревима темељено промениле у поређењу са периодом пре него што је одлетео у свемир.

Вид

На Земљи, гравитација помаже да се крв у нашим телима креће према доле док га срце поново пумпа нагоре.

У свемиру, међутим, овај процес се помеша (мада се тело томе донекле прилагоди) и крв може да се акумулира у глави више него што би то иначе нормално чинила.

Нешто од те течности може да се сакупи иза ока и око оптичког нерва, што доводи до едема.

То може да доведе и до промена у виду као што су смањена оштрина и структуралне промене у самом оку.

Ове промене могу да почну да се дешавају после свега две недеље проведене у свемиру, али како време пролази, тај ризик се повећава.

Неке од промена у виду врате се на старо у року од годину дана откако се астронаути врате на Земљу, али неке друге могу бити трајне.

Изложеност галактичким космичким зрацима и енергетским соларним честицама такође могу да доведу до других проблема са очима.

Земљина атмосфера помаже да нас заштити од њих, али једном кад сте у орбити на Међународној свемирској станици, та заштита нестаје.

И док свемирске летелице могу да имају штитове који нас заклањају од вишка радијације, астронаути на Међународној свемирској станици пријавили су да су виђали светлосне блеске у очима кад су космички зраци и соларне честице ударале у њихову мрежњачу и очне нерве.

Измештање нерава

После његовог дугог боравка на Међународној свемирској станици, међутим, установљена је да се Келијева когнитивна перформанса врло мало променила и да је остала релативно иста као братовљева на Земљи.

Међутим, истраживачи су приметили да се брзина и тачност Келијеве когнитивне перформансе јесте појачала око шест месеци након што је слетео, могуће док се његов мозак поново прилагодио Земљиној гравитацији и његовом веома другачијем стилу живота код куће.

Студија о руском космонауту који је провео 169 дана на Међународној свемирској станици 2014. године такође је показала да се неке промене дешавају на самом мозгу док је у орбити.

Откривено је да је било промена у нивоима нервне конективности у деловима мозга у вези са моторном функцијом - другим речима, покретима - и такође у вестибуларном кортексу, који игра важну улогу у оријентацији, равнотежи и перцепцији нашег властитог кретања.

То можда и не изненађује, имајући у виду необичну природу бестежинског стања у свемиру; астронаути често морају да уче како да се крећу ефикасно без гравитације која би их усидрила за било шта и да се прилагоде свету у ком не постоји горе и доле.

Једна скорија студија довела је до забринутости због других промена у структури мозга које могу да се десе током дуготрајних свемирских мисија.

Шупљине у мозгу познате као десни латерални и трећи вентрикл (заслужни за похрањивање цереброспиналне течности, обезбеђујући хранљиве материје за мозак и избацивање отпада) могу да натекну и да буде потребно и до три године да се врате на нормалну величину.

Добре бактерије

Очигледно је на основу истраживања из последњих година да је важан кључ за добро здравље састав и диверзитет микроорганизама који живе на и у нашим телима.

Ова микробиота може да утиче на начин на који варимо храну, да утиче на нивое инфламације у нашим телима и чак да измени начин на који функционише наш мозак.

Истраживачи који су проучавали Келија након његовог путовања до Међународне свемирске станице открили су да су се бактерије и гљиве које су живеле у његовим цревима значајно измениле у поређењу са периодом пре него што је одлетео у свемир.

То можда не изненађује превише, имајући у виду веома другачију храну коју је јео и промене у људима са којима је проводио дане (преузимамо застрашујућу количину цревних и оралних микроорганизама од људи крај којих живимо).

Али изложеност радијацији и употреба рециклиране воде, заједно са променама његове физичке активности, могли су у томе да одиграју извесну улогу.

Кожа

Иако је до сада било пет астронаута НАСА-е који су провели више од 300 дана у орбити, још једном можемо да захвалимо Келију због увида у то како се његова кожа понашала док је била у орбити.

Испоставило се да је његова кожа повећала осетљивост и добила осип око шест дана по повратку са свемирске станице.

Истраживачи су спекулисали да је одсуство стимулације коже током мисије могло да допринесе његовој неприлици са кожом.

Гени

Један од најзначајнијих налаза са Келијевог продуженог путовања у свемир били су ефекти које је оно имало на његов ДНК.

На крају сваког низа ДНК налазе се структуре познате као теломери, за које се верује да штите наше гене од оштећења.

Како старимо, они се скраћују, али истраживање о Келију и другим астронаутима открили су да свемирска путовања изгледа да мењају дужину тих теломера.

„Најупечатљивије, међутим, било је откриће значајно дужих теломера током самог свемирског лета", каже Сузан Бејли, професорка за здравље еколошког и радиолошког здравља на Државном универзитету у Колораду која је била део тима који је проучавао Келија и његовог брата.

Она је урадила засебне студије на још 10 неповезаних астронаута који су учествовали у краћим мисијама од око шест месеци.

„Такође је било неочекивано да се дужина теломера рапидно смањила по повратку на Земљу код свих чланова посаде.

Од посебне важности за дугорочно здравље и трајекторије старења, астронаути су генерално гледано имали још много кратких теломера више после свемирског лета него што су имали пре.

Зашто се тачно ово дешава научници тек покушавају да разоткрију, каже она.

„Имамо неке назнаке, али још дуготрајних чланова посаде - као што је Рубио, који је провео годину дана у свемиру - биће од кључне важности за карактерисање и разумевање ове реакције и њених потенцијалних здравствених исхода."

Један могући узрок је изложеност сложеној мешавини радијације док су у свемиру.

Астронаути који искусе дугорочну изложеност док су у орбити показују знаке оштећења ДНК, каже она.

Постојале су и неке промене у експресији гена - механизму који очитава ДНК да би произвео протеине у ћелијама - примећене код Келија које су могле имати везе са његовим путовање у свемир.

Неке од њих су имале везе са телесном реакцијом на оштећење ДНК, формирање костију и реакцију имуног система на стрес.

Већина ових промена, међутим, вратиле су се у нормалу у року од шест месеци по његовом повратку на Земљу.

Имуни систем

Кели је примио неколико вакцина пре, током и после путовања у свемир и показало се да његов имуни систем реагује нормално.

Али истраживање Саре Бејли показало је да астронаути заиста доживе нека опадања броја белих крвних зрнаца која су у складу са дозама радијације које су примили док су били у орбити.

Још увек, међутим, има много питања која захтевају одговоре, о томе какав утицај свемирско путовање може да има на двоножне врсте са великим мозговима које су се развиле за живот на Земљи.

Док се Рубио опоравља од 371 дана проведеног у свемиру, истраживачи ће несумњиво брижно просејавати његове медицинске тестове, узорке крви и скенове да би видели шта још могу да сазнају.

Погледајте видео: Свемирски туризам

Пратите нас на Фејсбуку,Твитеру и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на [email protected]