Medicinski problemi koji bi mogli stati na kraj istraživanju dubokog svemira

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Ako je tako, onda predlažemo da se upoznate s izborom od 20 najvjerojatnijih zdravstvenih problema s kojima će se morati suočiti pioniri ere kolonizacije ljudskog svemira (ako ih ne riješimo prije ovog trenutka).

Problemi sa srcem

Zapadno medicinsko istraživanje i promatranje 12 astronauta pokazalo je da produljenom izloženošću mikrogravitaciji ljudsko srce postaje sferično za 9,4 posto jače, što zauzvrat može uzrokovati razne probleme u njegovom radu. Ovaj problem može postati posebno hitan tijekom dugih svemirskih putovanja, na primjer, na Mars.

"Srce u svemiru radi na drugačiji način nego u uvjetima Zemljine gravitacije, što zauzvrat može dovesti do gubitka mišićne mase", - kaže dr. James Thomas iz NASA-e.

"Sve će to imati ozbiljne posljedice nakon povratka na Zemlju, pa trenutno tražimo moguće načine kako izbjeći ili barem smanjiti ovaj gubitak mišićne mase."

Stručnjaci napominju da nakon povratka na Zemlju srce dobiva svoj izvorni oblik, no nitko ne zna kako će se jedan od najvažnijih organa našeg tijela ponašati nakon dugih letova. Liječnicima su već poznati slučajevi kada su astronauti na povratku imali vrtoglavicu i dezorijentaciju. U nekim slučajevima dolazi do nagle promjene krvnog tlaka (dolazi do oštrog pada), osobito kada osoba pokušava ustati. Osim toga, neki astronauti doživljavaju aritmije (nenormalan srčani ritam) tijekom misija.

Istraživači primjećuju potrebu za razvojem metoda i pravila koja će omogućiti putnicima u duboki svemir da izbjegnu ove vrste problema. Kao što je navedeno, takve metode i pravila mogu biti korisne ne samo za astronaute, već i za obične ljude na Zemlji - one koji imaju problema sa srcem, kao i one kojima je propisan odmor u krevetu.

Trenutno je započeo petogodišnji istraživački program čiji će zadatak biti utvrditi razinu utjecaja svemira na ubrzanje razvoja ateroskleroze (bolesti krvnih žila) kod astronauta.

Pijanost i psihički poremećaji

Iako je anonimna anketa koju je provela NASA razjasnila sumnje u učestalu konzumaciju alkohola od strane astronauta, 2007. godine bila su dva slučaja u kojima su stvarno pijani NASA-ini astronauti smjeli letjeti unutar ruske letjelice Sojuz. Pritom je ljudima bilo dopušteno letjeti i nakon što su liječnici koji su pripremali ove astronaute za let, ali i ostali članovi misije, svojim nadređenima rekli o vrlo vrućem stanju njihovih kolega.

Prema tadašnjoj sigurnosnoj politici, NASA je govorila o službenoj zabrani konzumacije alkohola astronautima 12 sati prije trenažnih letova. Djelovanje ovog pravila također se prešutno pretpostavljalo za vrijeme trajanja svemirskih letova. Međutim, nakon navedenog incidenta, NASA je bila ogorčena takvom nepažnjom astronauta da je agencija odlučila ovo pravilo vezano uz svemirska putovanja službeno proglasiti.

Bivši astronaut Mike Mallane jednom je rekao da su astronauti prije leta pili alkohol kako bi dehidrirali tijelo (alkohol dehidrira), kako bi u konačnici smanjili opterećenje mjehura i odjednom ne bi htjeli koristiti zahod u trenutku lansiranja.

Psihološki aspekt također je imao svoje mjesto među opasnostima u svemirskim misijama. Tijekom svemirske misije Skylab 4, astronauti su bili toliko "umorni" od komunikacije s centrom za kontrolu svemirskih letova da su gotovo cijeli dan isključili radio komunikaciju i ignorirali poruke iz NASA-e. Nakon ovog incidenta, znanstvenici pokušavaju identificirati i riješiti potencijalne negativne psihološke učinke koji bi mogli proizaći iz stresnijih i dugotrajnijih misija na Mars.

Nedostatak sna i korištenje tableta za spavanje

Desetogodišnje istraživanje pokazalo je da astronauti očito ne spavaju dovoljno zadnjih tjedana prije lansiranja i tijekom početka svemirskih misija. Među ispitanicima, troje od četiri priznalo je da su koristili lijekove koji su im pomogli da spavaju, iako bi korištenje takvih lijekova moglo biti opasno tijekom letenja letjelicom i pri radu s drugom opremom. Najopasnija situacija u ovom slučaju mogla bi biti kada su astronauti u isto vrijeme uzimali isti lijek. U ovom slučaju, u trenutku nužde koja zahtijeva hitno rješenje, mogli bi je jednostavno prespavati.

Unatoč činjenici da je NASA svakom astronautu dodijelila spavanje najmanje osam i pol sati dnevno, većina ih je uzimala samo oko šest sati odmora svaki dan tijekom misija. Ozbiljnost ovog opterećenja na tijelo bila je pojačana činjenicom da su tijekom posljednja tri mjeseca treninga prije leta ljudi spavali manje od šest i pol sati dnevno.

"Buduće misije na Mjesec, Mars i dalje zahtijevat će učinkovitije mjere za rješavanje problema s nedostatkom sna i optimiziranje ljudskih učinaka u svemirskom letu", rekao je viši istraživač dr. Charles Kzeiler.

“Ove mjere mogle bi uključivati izmjene rasporeda rada koje će se provoditi uzimajući u obzir izloženost osobe određenim svjetlosnim valovima, kao i promjene u strategiji ponašanja posade za ugodniji ulazak u stanje spavanja, što je imperativ za vraćanje zdravlja, snage i dobrog raspoloženja sljedećeg dana.”

Gubitak sluha

Istraživanja su pokazala da su od dana svemirskih misija neki astronauti doživjeli privremeni značajan i manje značajan gubitak sluha. Najčešće su zabilježeni kada su ljudi bili izloženi visokim zvučnim frekvencijama. Članovi posade sovjetske svemirske stanice Saljut-7 i ruske Mire također su imali manje ili vrlo značajne posljedice gubitka sluha nakon povratka na Zemlju. Opet, u svim ovim slučajevima uzrok djelomičnog ili potpunog privremenog gubitka sluha bila je izloženost visokim frekvencijama zvuka.

Posada Međunarodne svemirske postaje dužna je svaki dan nositi čepiće za uši. Za smanjenje buke na ISS-u, među ostalim mjerama, predloženo je korištenje posebnih zvučno izolacijskih brtvi unutar zidova stanice, kao i ugradnja tiših ventilatora.

No, osim bučne pozadine, na gubitak sluha mogu utjecati i drugi čimbenici: na primjer, stanje atmosfere unutar postaje, povećanje intrakranijskog tlaka i povećana razina ugljičnog dioksida unutar postaje.

U 2015. NASA planira, uz pomoć posade ISS-a, početi istraživati moguće načine izbjegavanja učinaka gubitka sluha tijekom jednogodišnjih misija. Znanstvenici žele vidjeti koliko dugo se ti učinci mogu izbjeći i otkriti prihvatljiv rizik povezan s gubitkom sluha. Ključni zadatak eksperimenta bit će utvrditi kako potpuno minimizirati gubitak sluha, a ne samo tijekom određene svemirske misije.

Kamenci u bubrezima

Jedan od deset ljudi na Zemlji prije ili kasnije razvije problem s bubrežnim kamencima. Međutim, ovo pitanje postaje puno akutnije kada su u pitanju astronauti, jer u svemiru kosti tijela počinju gubiti korisne tvari čak i brže nego na Zemlji. Unutar tijela se luče soli (kalcij fosfat), koje prodiru u krvotok i nakupljaju se u bubrezima. Ove soli se mogu zbijati i poprimiti oblik kamenja. Istodobno, veličina ovog kamenja može varirati od mikroskopske do prilično ozbiljne - do veličine oraha. Problem je što ti kamenci mogu blokirati krvne žile i druge tokove koji hrane organ ili uklanjaju višak tvari iz bubrega.

Za astronaute je rizik od razvoja bubrežnih kamenaca opasniji jer se u uvjetima mikrogravitacije volumen krvi unutar tijela može smanjiti. Osim toga, mnogi astronauti ne piju 2 litre tekućine dnevno, što bi zauzvrat moglo osigurati potpunu hidrataciju njihovog tijela i spriječiti stagnaciju kamenaca u bubrezima, uklanjajući njihove čestice zajedno s urinom.

Napominje se da je najmanje 14 američkih astronauta razvilo problem s bubrežnim kamencima gotovo odmah nakon završetka svojih svemirskih misija. Godine 1982. zabilježen je slučaj akutne boli kod člana posade na sovjetskoj postaji Salyut-7. Astronaut je dva dana patio od jakih bolova, dok njegovom suputniku nije preostalo ništa drugo nego bespomoćno promatrati patnju svog kolege. Isprva su svi pomislili na akutnu upalu slijepog crijeva, ali nakon nekog vremena s kozmonautovim urinom izašao je mali bubrežni kamenac.

Znanstvenici su jako dugo razvijali poseban ultrazvučni stroj veličine stolnog računala, koji može detektirati bubrežne kamence i ukloniti ih pomoću impulsa zvučnih valova. Čini se da bi na brodu pored Marsa takvo što svakako moglo dobro doći…

Plućna bolest

Unatoč tome što još ne znamo sa sigurnošću kakve negativne učinke na zdravlje može izazvati prašina s drugih planeta ili asteroida, znanstvenici su još uvijek svjesni nekih vrlo neugodnih posljedica koje se mogu manifestirati kao posljedica izloženosti mjesečevoj prašini.

Najozbiljniji učinak udisanja prašine vjerojatno će biti na plućima. Međutim, nevjerojatno oštre čestice mjesečeve prašine mogu prouzročiti ozbiljna oštećenja ne samo pluća, već i srca, istovremeno uzrokujući čitav niz raznih bolesti, od teške upale organa do raka. Na primjer, azbest može uzrokovati slične učinke.

Oštre čestice prašine mogu naštetiti ne samo unutarnjim organima, već i uzrokovati upalu i ogrebotine na koži. Za zaštitu je potrebno koristiti posebne višeslojne materijale nalik kevlaru. Mjesečeva prašina može lako oštetiti rožnicu očiju, što zauzvrat može biti najozbiljnija hitna situacija za ljude u svemiru.

Znanstvenici sa žaljenjem primjećuju da nisu u stanju modelirati Mjesečevo tlo i provesti cijeli skup testova potrebnih za određivanje učinaka mjesečeve prašine na tijelo. Jedna od poteškoća u rješavanju ovog problema je što na Zemlji čestice prašine nisu u vakuumu i nisu stalno izložene zračenju. Samo dodatna istraživanja prašine izravno na površini samog Mjeseca, a ne u laboratoriju, mogu znanstvenicima pružiti potrebne podatke za razvoj učinkovitih metoda zaštite od ovih sićušnih otrovnih ubojica.

Neuspjeh imunološkog sustava

Naš imunološki sustav se mijenja i reagira na sve, pa i najmanje promjene u našem tijelu. Nedostatak sna, neadekvatan unos hranjivih tvari ili čak normalan stres mogu oslabiti naš imunološki sustav. Ali ovo je na Zemlji. Promjena imunološkog sustava u svemiru može se s vremenom pretvoriti u običnu prehladu ili nositi potencijalnu opasnost u razvoju puno ozbiljnijih bolesti.

U svemiru se raspored imunoloških stanica u tijelu ne mijenja puno. Daleko veću prijetnju zdravlju mogu uzrokovati promjene u funkcioniranju tih stanica. Kada se rad stanice smanji, već potisnuti virusi u ljudskom tijelu mogu se ponovno probuditi. I to učiniti gotovo tajno, bez očitovanja simptoma bolesti. Kada imunološke stanice postanu aktivnije, imunološki sustav pretjerano reagira na podražaje, uzrokujući alergijske reakcije i druge nuspojave poput osipa na koži.

“Stvari poput zračenja, klica, stresa, mikrogravitacije, poremećaja sna, pa čak i izolacije mogu utjecati na način na koji imunološki sustav članova posade radi”, kaže NASA-in imunolog Brian Krushin.

"Dugotrajne svemirske misije povećat će rizik od infekcija, preosjetljivosti i autoimunih problema kod astronauta."

Za rješavanje problema s imunološkim sustavom NASA planira koristiti nove metode zaštite od zračenja, novi pristup uravnoteženoj prehrani i medicini.

Prijetnje radijacijom

Trenutni vrlo neobičan i vrlo dugotrajan nedostatak sunčeve aktivnosti mogao bi pridonijeti opasnim promjenama u razini zračenja u svemiru. Ništa slično se nije dogodilo gotovo zadnjih 100 godina.

"Iako takvi događaji nisu nužno faktor zaustavljanja za duge misije na Mjesec, asteroide ili čak Mars, galaktičko kozmičko zračenje samo po sebi je čimbenik koji može ograničiti planirano vrijeme ovih misija", kaže Nathan Schwadron iz Instituta. terrestrial, istraživanje oceana i svemira.

Posljedice ovakvog izlaganja mogu biti vrlo različite, od radijacijske bolesti do razvoja raka ili oštećenja unutarnjih organa. Osim toga, opasne razine pozadinskog zračenja smanjuju učinkovitost zaštite od zračenja letjelice za oko 20 posto.

U samo jednoj misiji na Mars, astronaut može biti izložen 2/3 sigurne doze zračenja kojoj čovjek može biti izložen u najgorem slučaju tijekom cijelog života. Ovo zračenje može uzrokovati promjene u DNK i povećati rizik od raka.

"Kada je u pitanju kumulativna doza, to je isto kao da se svakih 5-6 dana radi kompletna CT skeniranja tijela", kaže znanstvenica Carey Zeitlin.

Kognitivni problemi

U simulaciji stanja u svemiru, znanstvenici su otkrili da izloženost visoko nabijenim česticama, čak i u malim dozama, čini da laboratorijski štakori puno sporije reagiraju na okolinu, a pritom glodavci postaju razdražljiviji. Promatranje štakora također je pokazalo promjenu u sastavu proteina u njihovom mozgu.

Međutim, znanstvenici brzo primjećuju da nisu svi štakori pokazali iste učinke. Ako ovo pravilo vrijedi za astronaute, tada bi, prema istraživačima, mogli identificirati biološki biljeg koji ukazuje i predviđa ranu manifestaciju ovih učinaka kod astronauta. Možda bi ovaj biljeg čak omogućio pronalaženje načina za smanjenje negativnih učinaka izloženosti zračenju.

Alzheimerova bolest je ozbiljniji problem.

“Izloženost razinama zračenja jednakim onima koje doživljavaju ljudi na letu na Mars može doprinijeti razvoju kognitivnih problema i ubrzati promjene u funkciji mozga koje se najčešće povezuju s Alzheimerovom bolešću”, kaže neurolog Kerry O'Banion.

"Što ste dulje u svemiru, veći je rizik od razvoja bolesti."

Jedna od utješnih činjenica je da su znanstvenici već uspjeli istražiti jedan od najnesretnijih scenarija izloženosti zračenju. Svojedobno su laboratorijske miševe izložili razini radijacije koja bi bila karakteristična za cijelo vrijeme misije na Mars. Zauzvrat, ljudi koji lete na Mars bit će izloženi zračenju u odmjerenoj dozi, tijekom tri godine leta. Znanstvenici vjeruju da se ljudsko tijelo može prilagoditi tako malim dozama.

Osim toga, primjećuje se da plastika i lagani materijali mogu pružiti ljudima učinkovitiju zaštitu od zračenja od trenutno korištenog aluminija.

Gubitak vida

Neki astronauti razviju ozbiljne probleme s vidom nakon boravka u svemiru. Što duže svemirska misija traje, to je vjerojatnije za takve strašne posljedice.

Među najmanje 300 američkih astronauta koji su prošli medicinski pregled od 1989. godine, 29 posto ljudi koji su bili u svemiru na dvotjednim svemirskim misijama i 60 posto ljudi koji su radili na Međunarodnoj svemirskoj postaji nekoliko mjeseci imalo je probleme s vidom. …

Liječnici sa Sveučilišta Texas izvršili su skeniranje mozga 27 astronauta koji su bili u svemiru više od mjesec dana. U 25 posto njih uočeno je smanjenje volumena anteroposteriorne osi jedne ili dvije očne jabučice. Ova promjena dovodi do dalekovidnosti. Opet je napomenuto da što je osoba dulje u svemiru, to je vjerojatnije za ovu promjenu.

Znanstvenici vjeruju da se ovaj negativni učinak može objasniti porastom tekućine do glave u uvjetima migrogravitacije. U tom slučaju, cerebrospinalna tekućina počinje se nakupljati u lubanje, a intrakranijalni tlak raste. Tekućina ne može prodrijeti kroz kost, stoga počinje stvarati pritisak na unutarnju stranu očiju. Istraživači još nisu sigurni hoće li se ovaj učinak smanjiti kod astronauta koji u svemir stignu dulje od šest mjeseci. Međutim, sasvim je očito da će to biti potrebno saznati prije nego što se ljudi pošalju na Mars.

Ako je problem uzrokovan isključivo intrakranijalnim tlakom, onda bi jedno od mogućih rješenja bilo stvaranje uvjeta umjetne gravitacije, svaki dan po osam sati, dok astronauti spavaju. Međutim, prerano je govoriti hoće li ova metoda pomoći ili ne.

"Ovaj problem treba riješiti, jer bi se u suprotnom mogao pokazati glavnim razlogom nemogućnosti dugog putovanja svemirom", kaže znanstvenik Mark Shelhamer.

Nulta gravitacija ubija mozak

Dugi boravak u svemiru uz nultu gravitaciju može uzrokovati ozbiljne promjene u mozgu, otkrili su sibirski znanstvenici ispitujući stanje miševa koji su bili u orbiti.

Rezultati će omogućiti stvaranje sustava za sprječavanje i ispravljanje negativnog utjecaja bestežinskog stanja na organizam astronauta. Najzanimljiviji od dobivenih podataka odnosi se na dopaminski sustav. Vidjeli smo da se ekspresija njegovih ključnih gena smanjuje nakon mjesec dana u orbiti. To sugerira da je dopaminski sustav mozga, koji je inače odgovoran za finu koordinaciju djelovanja, i općenito - za kontrolu pokreta, degradira.

Dugoročno, takva promjena može dovesti do razvoja stanja nalik Parkinsonu. Jer ako vam se smanji ekspresija enzima koji sintetizira dopamin, tada se smanjuje i razina samog neurotransmitera i, u konačnici, razvija se motorički deficit, “- citira riječi istraživača iz Laboratorija za neurogenomiku ponašanja pri Federalnom istraživanju Centar Institut za citologiju i genetiku SB RAS, Anton Tsybko, službena publikacija SB RAS "Znanost u Sibiru" Vidi također Lansiranje transportnog vozila s posadom Soyuz TMA-17M.

Osim toga, znanstvenik je primijetio promjene u još jednoj iznimno važnoj strukturi mozga - hipotalamusu. Ovdje su pronađeni znakovi apoptoze (programiranog staničnog "samoubojstva") što je najvjerojatnije izazvano mikrogravitacijom. Već je potvrđeno: i u orbiti i na Zemlji - u eksperimentima koji simuliraju stanje bestežinskog stanja - apoptoza neurona se povećava. "Ovo je opterećeno općim pogoršanjem metabolizma i još mnogo toga. S obzirom na to da je tijelo u nultom gravitaciji već napadnuto, svaka promjena u njegovom funkcioniranju na gore može imati prilično ozbiljne posljedice", objasnio je Tsybko.

Znanstvenici su primijetili da te promjene, srećom, nisu kobne, a tjelesna aktivnost u potpunosti sprječava njihovo nastajanje. Kod životinja se tjelesna aktivnost obnavlja unutar tjedan dana. Mozak ponovno počinje nakupljati izgubljeno vrijeme, razina serotonina, dopamina se vrlo brzo vraća u normalu. U roku od mjesec dana, neurodegeneracija nema vremena da se dogodi.

Još uvijek se čini problematičnim lansirati miševe u svemir na duže vrijeme. Tjelesni odgoj je spas za kozmonaute. Studija je provedena na laboratorijskim miševima koji su 30-dnevno putovali u svemir na biosatelitu Bion-M1. Znanstvenici primjećuju da su anatomija i fiziologija miševa u mnogočemu slične ljudima, naši se genomi podudaraju za 99%, pa su linearni miševi najprikladniji objekti za proučavanje mehanizama prilagodbe bestežinskom stanju. Međutim, postoji značajna razlika: astronauti se, za razliku od miševa, mogu svjesno tjerati na kretanje, vježbaju više od četiri sata dnevno, što znači da stimuliraju motoričke centre u mozgu i smanjuju rizik od oštećenja dopamina. sustav.

Međutim, ako ostanete u orbiti najmanje dva tjedna i ne radite nikakve posebne fizičke vježbe, tada se po povratku na Zemlju stanje pokazuje vrlo teškim i potrebna je duga rehabilitacija. "Bion" je serija sovjetskih i ruskih svemirskih letjelica koje je razvio TsSKB-Progress i namijenjen je biološkim istraživanjima. Tijekom 11 letova na njima su provedeni pokusi s 212 štakora, 12 majmuna i nizom drugih životinja. Satelit Bion-M1 lansiran je 19. travnja 2013., a na Zemlju se vratio mjesec dana kasnije.

Osim miševa, na brodu su bili i mongolski gerbili, gušteri gekoni, ribe, slatkovodni i grožđani puževi, ličinke buba stolarice, mikroorganizmi, alge, lišajevi i neke više biljke. Do danas je završen eksperiment Bion-M1. Bion-M2 bi trebao biti lansiran u narednim godinama.