Medicinski problemi koji bi mogli staviti tačku na istraživanje dubokog svemira

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

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

Problemi sa srcem

Zapadna medicinska istraživanja i posmatranja 12 astronauta pokazali su da uz produženo izlaganje 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 tokom dugih svemirskih putovanja, na primjer, na Mars.

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

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

Stručnjaci napominju da nakon povratka na Zemlju srce vraća svoj prvobitni oblik, ali niko ne zna kako će se jedan od najvažnijih organa našeg tijela ponašati nakon dugih letova. Doktori su već upoznati sa slučajevima kada su astronauti koji su se vraćali imali vrtoglavicu i dezorijentaciju. U nekim slučajevima dolazi do nagle promjene krvnog tlaka (naglog pada), posebno kada osoba pokušava ustati. Osim toga, neki astronauti doživljavaju aritmije (nenormalan srčani ritam) tokom 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 srčane probleme, kao i one kojima je propisan odmor u krevetu.

Trenutno je započeo petogodišnji istraživački program čiji će zadatak biti da se utvrdi stepen uticaja svemira na ubrzanje razvoja ateroskleroze (bolesti krvnih sudova) kod astronauta.

Pijanstvo i mentalni poremećaji

Iako je anonimno istraživanje koje je sprovela NASA razjasnilo sumnje o učestalom konzumiranju alkohola od strane astronauta, 2007. godine bila su dva slučaja u kojima je stvarno pijanim NASA-inim astronautima dozvoljeno da lete unutar ruske svemirske letjelice Sojuz. Istovremeno, ljudima je bilo dozvoljeno da lete i nakon što su ljekari koji su pripremali ove astronaute za let, ali i drugi članovi misije, rekli nadređenima o veoma 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 je također prešutno pretpostavljeno za vrijeme trajanja svemirskih letova. Međutim, nakon navedenog incidenta, NASA je bila ogorčena takvom nepažnjom astronauta da je agencija odlučila ozvaničiti ovo pravilo vezano za putovanja u svemir.

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 žele koristiti toalet u trenutku lansiranja.

Psihološki aspekt je također imao svoje mjesto među opasnostima u svemirskim misijama. Tokom svemirske misije Skylab 4, astronauti su bili toliko "umorni" od komunikacije sa centrom za kontrolu svemirskih letova da su isključili radio komunikaciju na skoro jedan dan i ignorisali poruke iz NASA-e. Nakon ovog incidenta, naučnici pokušavaju identificirati i pozabaviti se potencijalnim negativnim psihološkim efektima koji bi mogli nastati iz stresnijih i dugotrajnijih misija na Mars.

Nedostatak sna i upotreba tableta za spavanje

Desetogodišnje istraživanje pokazalo je da astronauti očigledno ne spavaju dovoljno u posljednjim sedmicama prije lansiranja i tokom početka svemirskih misija. Među ispitanicima, troje od četiri priznalo je da je koristilo lijekove koji su im pomogli da spavaju, iako bi upotreba takvih lijekova mogla biti opasna tokom letenja svemirskom letjelicom i prilikom rada sa drugom opremom. Najopasnija situacija u ovom slučaju mogla bi biti kada su astronauti u isto vrijeme uzimali isti lijek. U ovom slučaju, u vrijeme hitne situacije koja zahtijeva hitno rješenje, mogli bi je jednostavno prespavati.

Uprkos činjenici da je NASA svakom astronautu odredila da spava najmanje osam i po sati dnevno, većina njih je uzimala samo oko šest sati odmora svaki dan tokom misija. Ozbiljnost ovog opterećenja na organizam je dodatno otežavala činjenica da su tokom posljednja tri mjeseca treninga prije leta ljudi spavali manje od šest i po sati dnevno.

"Buduće misije na Mjesec, Mars i dalje zahtijevat će učinkovitije mjere za rješavanje problema s deprivacijom sna i optimizaciju ljudskih performansi u svemirskim letovima", rekao je viši istraživač dr. Charles Kzeiler.

“Ove mjere bi mogle uključivati izmjene rasporeda rada, koje će se provoditi uzimajući u obzir izloženost osobe određenim svjetlosnim talasima, kao i promjenu strategije ponašanja posade kako bi se udobnije ušlo u stanje sna, koje je imperativ za vraćanje zdravlja, snage i dobrog raspoloženja narednog dana.”

Gubitak sluha

Istraživanja su pokazala da su od vremena svemirskih šatlova neki astronauti doživjeli privremeni značajan i manje značajan gubitak sluha. One su najčešće zabilježene kada su ljudi bili izloženi visokim zvučnim frekvencijama. Članovi posade sovjetske svemirske stanice Saljut-7 i ruske Mire takođe su imali manje ili veoma značajne efekte gubitka sluha nakon povratka na Zemlju. Ponovo, u svim ovim slučajevima, uzrok djelomičnog ili potpunog privremenog gubitka sluha bilo je izlaganje visokim zvučnim frekvencijama.

Posada Međunarodne svemirske stanice mora svaki dan nositi čepiće za uši. Za smanjenje buke na ISS-u, između ostalih mjera, predloženo je korištenje posebnih zvučno izolacijskih brtvi unutar zidova stanice, kao i ugradnja tiših ventilatora.

Međutim, osim bučne pozadine, drugi faktori mogu uticati na gubitak sluha: na primjer, stanje atmosfere unutar stanice, povećanje intrakranijalnog tlaka i povećan nivo ugljičnog dioksida unutar stanice.

U 2015. NASA planira, uz pomoć posade ISS-a, započeti istraživanje mogućih načina za izbjegavanje posljedica gubitka sluha tokom jednogodišnjih misija. Naučnici žele vidjeti koliko dugo se ovi efekti mogu izbjeći i otkriti prihvatljiv rizik povezan s gubitkom sluha. Ključni zadatak eksperimenta će biti da se utvrdi kako potpuno minimizirati gubitak sluha, a ne samo tokom određene svemirske misije.

Kamenje u bubrezima

Jedan od deset ljudi na Zemlji prije ili kasnije dobije problem s bubrežnim kamencima. Međutim, ovo pitanje postaje mnogo 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 (kalcijum fosfat), koje prodiru u krvotok i akumuliraju se u bubrezima. Ove soli se mogu sabiti i poprimiti oblik kamenja. Istovremeno, veličina ovih kamenčića može varirati od mikroskopskih do prilično ozbiljnih - do veličine oraha. Problem je što ovi kamenci mogu blokirati krvne žile i druge tokove koji hrane organ ili uklanjaju višak tvari iz bubrega.

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

Napominje se da je najmanje 14 američkih astronauta razvilo problem sa kamenjem u bubregu gotovo odmah nakon završetka svojih svemirskih misija. Godine 1982. zabilježen je slučaj akutnog bola kod člana posade na sovjetskoj stanici Saljut-7. Astronaut je dva dana patio od jakih bolova, dok njegovom saputniku nije preostalo ništa drugo nego da bespomoćno posmatra patnju svog kolege. U početku su svi pomislili na akutnu upalu slijepog crijeva, ali je nakon nekog vremena sa urinom kosmonauta izašao mali kamen iz bubrega.

Naučnici su već dugo razvijali specijalnu ultrazvučnu mašinu veličine desktop računara, koja može da otkrije kamenje u bubregu i da ih ukloni pomoću impulsa zvučnih talasa. Čini se da bi na brodu pored Marsa takvo što svakako moglo dobro doći…

Plućna bolest

Unatoč činjenici da još ne znamo sa sigurnošću kakve negativne posljedice po zdravlje može izazvati prašina sa drugih planeta ili asteroida, naučnici su i dalje svjesni nekih vrlo neugodnih posljedica koje se mogu manifestirati kao posljedica izlaganja mjesečevoj prašini.

Najozbiljniji efekat udisanja prašine će verovatno biti na plućima. Međutim, nevjerovatno oštre čestice mjesečeve prašine mogu uzrokovati ozbiljna oštećenja ne samo pluća, već i srca, a ujedno prouzrokuju čitav niz raznih tegoba, od teške upale organa do raka. Na primjer, azbest može izazvati slične efekte.

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

Naučnici sa žaljenjem primjećuju da nisu u stanju da modeliraju mjesečevo tlo i da izvrše cijeli set testova neophodnih za utvrđivanje efekata mjesečeve prašine na tijelo. Jedna od poteškoća u rješavanju ovog problema je to što na Zemlji čestice prašine nisu u vakuumu i nisu stalno izložene zračenju. Samo dodatna istraživanja prašine direktno na površini samog Mjeseca, a ne u laboratoriji, mogu naučnicima pružiti potrebne podatke za razvoj efikasnih metoda zaštite od ovih sićušnih toksičnih ubica.

Otkazivanje imunološkog sistema

Naš imunološki sistem se mijenja i reaguje na sve, čak i najmanje promjene u našem tijelu. Nedostatak sna, neadekvatan unos hranljivih materija ili čak normalan stres mogu oslabiti naš imuni sistem. Ali ovo je na Zemlji. Promjena imunološkog sistema u svemiru može na kraju prerasti u običnu prehladu ili nositi potencijalnu opasnost u razvoju mnogo ozbiljnijih bolesti.

U svemiru se distribucija imunih ćelija u tijelu ne mijenja mnogo. Daleko veću prijetnju zdravlju mogu uzrokovati promjene u funkcioniranju ovih stanica. Kada se funkcija ćelije smanji, već potisnuti virusi u ljudskom tijelu mogu se ponovo probuditi. I to učiniti gotovo tajno, bez manifestacije simptoma bolesti. Kada imune ćelije postanu aktivnije, imunološki sistem preterano reaguje na podražaje, izazivajući alergijske reakcije i druge nuspojave kao što su osip na koži.

"Stvari poput zračenja, klica, stresa, mikrogravitacije, poremećaja sna, pa čak i izolacije mogu uticati na način na koji imunološki sistem članova posade radi", kaže imunolog iz NASA-e Brian Krushin.

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

Za rješavanje problema sa imunološkim sistemom NASA planira koristiti nove metode zaštite od zračenja, novi pristup uravnoteženoj ishrani i medicini.

Prijetnje radijacijom

Trenutni vrlo neobičan i veoma dugotrajan nedostatak sunčeve aktivnosti mogao bi doprinijeti opasnim promjenama u nivou radijacije u svemiru. Ništa slično se nije desilo skoro 100 godina.

"Iako takvi događaji nisu nužno zaustavljajući faktor za duge misije na Mjesec, asteroide ili čak Mars, sama galaktička kosmička radijacija je faktor koji može ograničiti planirano vrijeme ovih misija", kaže Nathan Schwadron iz Instituta. istraživanje okeana i svemira.

Posljedice ovakvog izlaganja mogu biti vrlo različite, od radijacijske bolesti do razvoja raka ili oštećenja unutrašnjih organa. Osim toga, opasni nivoi pozadinskog zračenja smanjuju efikasnost 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 tokom cijelog svog 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 uradi kompletan CT skeniranje tijela svakih 5-6 dana", kaže naučnica Carey Zeitlin.

Kognitivni problemi

U simulaciji stanja u svemiru, naučnici su otkrili da izlaganje visoko nabijenim česticama, čak i u malim dozama, čini da laboratorijski pacovi mnogo sporije reaguju na okolinu, a pritom glodari postaju razdražljiviji. Posmatranje štakora je također pokazalo promjenu u sastavu proteina u njihovom mozgu.

Međutim, naučnici brzo primjećuju da nisu svi pacovi pokazali iste efekte. Ako ovo pravilo vrijedi za astronaute, onda bi, prema istraživačima, mogli identificirati biološki marker koji ukazuje i predviđa ranu manifestaciju ovih efekata kod astronauta. Možda bi ovaj marker čak omogućio pronalaženje načina za smanjenje negativnih efekata izlaganja radijaciji.

Alchajmerova 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 moždanim funkcijama koje su najčešće povezane s Alchajmerovom bolešću”, kaže neurolog Kerry O'Banion.

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

Jedna od utješnih činjenica je da su naučnici već uspjeli da istraže jedan od najnesretnijih scenarija izloženosti radijaciji. Oni su svojevremeno izložili laboratorijske miševe nivou radijacije koji bi bio karakterističan za cijelo vrijeme misije na Mars. Zauzvrat, ljudi koji lete na Mars biće izloženi zračenju u odmjerenoj dozi, tokom tri godine leta. Naučnici vjeruju da se ljudsko tijelo može prilagoditi tako malim dozama.

Osim toga, napominje 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 traje svemirska misija, veća je šansa za ovako strašne posljedice.

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

Doktori sa Univerziteta u Teksasu izvršili su skeniranje mozga 27 astronauta koji su bili u svemiru više od mjesec dana. Kod 25 posto njih uočeno je smanjenje volumena anteroposteriorne ose jedne ili dvije očne jabučice. Ova promjena dovodi do dalekovidosti. Ponovo je zapaženo da što je osoba duže u svemiru, to je veća vjerovatnoća za ovu promjenu.

Naučnici veruju da se ovaj negativni efekat može objasniti porastom tečnosti do glave u uslovima migrogravitacije. U tom slučaju, cerebrospinalna tekućina počinje da se akumulira u lobanji, a intrakranijalni pritisak raste. Tečnost ne može prodrijeti kroz kost, stoga počinje stvarati pritisak na unutrašnjost očiju. Istraživači još nisu sigurni da li će se ovaj efekat smanjiti kod astronauta koji stižu u svemir duže od šest mjeseci. Međutim, sasvim je očigledno da će to biti potrebno saznati prije nego što se ljudi pošalju na Mars.

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

"Ovaj problem se mora riješiti, jer bi se u suprotnom mogao ispostaviti da je glavni razlog nemogućnosti dugog svemirskog putovanja", kaže naučnik Mark Shelhamer.

Nulta gravitacija ubija mozak

Dug boravak u svemiru u nultoj gravitaciji može izazvati ozbiljne promjene u mozgu, otkrili su sibirski naučnici ispitujući stanje miševa koji su bili u orbiti.

Rezultati će omogućiti stvaranje sistema za prevenciju i korekciju negativnog uticaja bestežinskog stanja na organizam astronauta. Najzanimljiviji od dobijenih podataka odnosi se na dopaminski sistem. Vidjeli smo da se ekspresija njegovih ključnih gena smanjuje nakon mjesec dana u orbiti. To sugerira da je dopaminski sistem mozga, koji je inače odgovoran za finu koordinaciju djelovanja, i općenito - za kontrolu kretanja, degradira.

Dugoročno, takva promjena može dovesti do razvoja stanja nalik Parkinsonu. Jer ako vam se smanji ekspresija enzima koji sintetiše dopamin, onda se smanjuje i nivo samog neurotransmitera i, na kraju krajeva, razvija se motorički deficit“, citira istraživač iz Laboratorije za neurogenomiku ponašanja pri Federalnom istraživanju. Centar Institut za citologiju i genetiku SB RAS, Anton Tsybko, zvanična publikacija SB RAS "Nauka u Sibiru" Vidi takođe Lansiranje transportnog vozila sa posadom Sojuz TMA-17M.

Osim toga, naučnik je primijetio promjene u još jednoj izuzetno važnoj strukturi mozga - hipotalamusu. Ovdje su pronađeni znaci apoptoze (programirano ćelijsko "samoubistvo"), što je najvjerovatnije 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 funkcionisanju na gore može imati prilično ozbiljne posljedice", objasnio je Tsybko.

Naučnici su napomenuli da, srećom, ove promjene nisu fatalne, a fizička aktivnost u potpunosti sprječava njihovo nastajanje. Kod životinja se fizička aktivnost obnavlja u roku od nedelju dana. Mozak ponovo počinje da gomila izgubljeno vreme, nivo serotonina, dopamina se prilično 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. Fizičko vaspitanje je spas za kosmonaute. Studija je sprovedena na laboratorijskim miševima koji su 30-dnevno putovali u svemir na biosatelitu Bion-M1. Naučnici napominju da su anatomija i fiziologija miševa po mnogo čemu slične ljudskim, naši genomi se poklapaju za 99%, pa su linearni miševi najpogodniji objekti za proučavanje mehanizama adaptacije na bestežinsko stanje. Međutim, postoji značajna razlika: astronauti su, za razliku od miševa, u stanju da se svjesno prisiljavaju na kretanje, vježbaju više od četiri sata dnevno, što znači da stimuliraju motoričke centre u mozgu i minimiziraju rizik od oštećenja dopamina. sistem.

Međutim, ako ostanete u orbiti najmanje dvije sedmice i ne radite nikakve posebne fizičke vježbe, onda se po povratku na Zemlju stanje ispostavlja 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. Za 11 letova na njima su izvedeni eksperimenti sa 212 pacova, 12 majmuna i nizom drugih životinja. Satelit Bion-M1 lansiran je 19. aprila 2013. i vraćen na Zemlju mjesec dana kasnije.

Osim miševa, na brodu su bili i mongolski gerbili, gušteri gekona, ribe, slatkovodni i grožđani puževi, larve stolarske bube, mikroorganizmi, alge, lišajevi i neke više biljke. Do danas je završen eksperiment Bion-M1. Bion-M2 bi trebalo da bude lansiran u narednim godinama.