Zdravstvene težave, ki bi lahko končale raziskovanje globokega vesolja

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Če je tako, potem predlagamo, da se seznanite z izborom 20 najverjetnejših zdravstvenih težav, s katerimi se bodo morali soočiti pionirji obdobja kolonizacije človeškega vesolja (če jih ne bomo rešili pred tem trenutkom).

Težave s srcem

Zahodne medicinske raziskave in opazovanja 12 astronavtov so pokazali, da ob daljši izpostavljenosti mikrogravitaciji človeško srce postane kroglasto za 9,4 odstotka močnejše, kar lahko posledično povzroči različne težave pri njegovem delu. Ta težava lahko postane še posebej nujna med dolgimi vesoljskimi potovanji, na primer na Mars.

"Srce v vesolju deluje na drugačen način kot v razmerah zemeljske gravitacije, kar lahko privede do izgube mišične mase," pravi dr. James Thomas iz NASA.

"Vse to bo imelo resne posledice po vrnitvi na Zemljo, zato trenutno iščemo možne načine, kako se izogniti ali vsaj zmanjšati tej izgubi mišične mase."

Strokovnjaki ugotavljajo, da po vrnitvi na Zemljo srce ponovno dobi prvotno obliko, nihče pa ne ve, kako se bo eden najpomembnejših organov našega telesa obnašal po dolgih poletih. Zdravniki že poznajo primere, ko so astronavti, ki so se vračali, doživeli omotico in dezorientacijo. V nekaterih primerih pride do močne spremembe krvnega tlaka (prisotno je močno znižanje), zlasti ko človek poskuša vstati. Poleg tega nekateri astronavti med misijami doživljajo aritmije (nenormalni srčni ritmi).

Raziskovalci ugotavljajo, da je treba razviti metode in pravila, ki bodo potnikom v globokem vesolju omogočila, da se izognejo tovrstnim težavam. Kot rečeno, bi takšne metode in pravila lahko bile koristne ne le za astronavte, ampak tudi za navadne ljudi na Zemlji - tiste, ki imajo težave s srcem, pa tudi tiste, ki jim je predpisan počitek v postelji.

Trenutno se je začel izvajati petletni raziskovalni program, katerega naloga bo določiti stopnjo vpliva vesolja na pospeševanje razvoja ateroskleroze (bolezni žil) pri astronavtih.

Pijanost in duševne motnje

Čeprav je anonimna raziskava, ki jo je izvedla NASA, razčistila sume o pogostem uživanju alkohola s strani astronavtov, sta bila leta 2007 dva primera, v katerih je bilo dejansko pijanim astronavtom Nase dovoljeno leteti znotraj ruskega vesoljskega plovila Sojuz. Hkrati je bilo ljudem dovoljeno leteti tudi po tem, ko so zdravniki, ki so te astronavte pripravljali na polet, pa tudi drugi člani misije, povedali nadrejenim o zelo vročem stanju njihovih kolegov.

Glede na takratno varnostno politiko je NASA govorila o uradni prepovedi pitja alkohola astronavtom 12 ur pred vadbenimi leti. Delovanje tega pravila je bilo tiho predvideno tudi za čas vesoljskih poletov. Po zgornjem incidentu pa je bila NASA ogorčena nad tako malomarnostjo astronavtov, da se je agencija odločila, da to pravilo glede vesoljskih potovanj uveljavi.

Nekdanji astronavt Mike Mallane je nekoč dejal, da so astronavti pred poletom pili alkohol, da bi dehidrirali telo (alkohol dehidrira), da bi na koncu zmanjšali obremenitev mehurja in nenadoma ob izstrelitvi ne želijo uporabljati stranišča.

Psihološki vidik je imel svoje mesto med nevarnostmi v vesoljskih misijah. Med vesoljsko misijo Skylab 4 so bili astronavti tako "utrujeni" od komunikacije s centrom za nadzor vesoljskih letov, da so za skoraj en dan izklopili radijsko komunikacijo in ignorirali sporočila Nase. Po tem incidentu znanstveniki poskušajo identificirati in obravnavati morebitne negativne psihološke učinke, ki bi lahko nastali zaradi bolj stresnih in daljših misij na Mars.

Pomanjkanje spanja in uporaba uspavalnih tablet

Desetletna študija je pokazala, da astronavti v zadnjih tednih pred izstrelitvijo in med začetkom vesoljskih misij očitno ne spijo dovolj. Med anketiranci so trije od štirih priznali, da so uporabljali zdravila, ki so jim pomagala pri spanju, čeprav bi bila uporaba takšnih zdravil lahko nevarna med letenjem z vesoljskim plovilom in pri delu z drugo opremo. Najnevarnejša situacija bi lahko bila v tem primeru, ko so astronavti jemali isto zdravilo istočasno. V tem primeru bi lahko v času izrednih razmer, ki zahtevajo nujno rešitev, le prespali.

Kljub temu, da je NASA vsakemu astronavtu določila, da spi vsaj osem ur in pol na dan, si je večina med misijami vsak dan vzela le približno šest ur počitka. Resnost te obremenitve telesa se je še povečala zaradi dejstva, da so ljudje v zadnjih treh mesecih treninga pred letom spali manj kot šest ur in pol na dan.

"Prihodnje misije na Luno, Mars in drugod bodo zahtevale učinkovitejše ukrepe za obravnavo pomanjkanja spanja in optimizacijo človekove zmogljivosti v vesoljskih poletih," je dejal višji raziskovalec dr. Charles Kzeiler.

»Ti ukrepi bi lahko vključevali spremembe urnika dela, ki se bodo izvajale ob upoštevanju izpostavljenosti osebe določenim svetlobnim valovom, pa tudi spremembe v strategiji vedenja posadke za udobnejši vstop v stanje spanja, ki je nujno za povrnitev zdravja, moči in dobre volje naslednji dan."

Izguba sluha

Raziskave so pokazale, da so nekateri astronavti že od časov vesoljskih misij doživeli začasno znatno in manj pomembno izgubo sluha. Najpogosteje so jih opazili, ko so bili ljudje izpostavljeni visokim zvočnim frekvencam. Člani posadke sovjetske vesoljske postaje Saljut-7 in ruske Mire so imeli tudi manjše ali zelo pomembne posledice izgube sluha po vrnitvi na Zemljo. Tudi v vseh teh primerih je bil vzrok za delno ali popolno začasno izgubo sluha izpostavljenost visokim zvočnim frekvencam.

Posadka Mednarodne vesoljske postaje mora vsak dan nositi čepke za ušesa. Za zmanjšanje hrupa na krovu ISS je bila med drugimi ukrepi predlagana uporaba posebnih zvočno izolacijskih tesnil znotraj sten postaje, pa tudi namestitev tišjih ventilatorjev.

Vendar pa lahko poleg hrupnega ozadja na izgubo sluha vplivajo tudi drugi dejavniki: na primer stanje ozračja v postaji, zvišanje intrakranialnega tlaka in povečana raven ogljikovega dioksida v postaji.

Leta 2015 namerava NASA s pomočjo posadke ISS začeti raziskovati možne načine, kako se izogniti učinkom izgube sluha med enoletnimi misijami. Znanstveniki želijo videti, kako dolgo se je mogoče tem učinkom izogniti, in ugotoviti sprejemljivo tveganje, povezano z izgubo sluha. Ključna naloga eksperimenta bo ugotoviti, kako zmanjšati izgubo sluha v celoti in ne le med določeno vesoljsko misijo.

Kamni v ledvicah

Eden od desetih ljudi na Zemlji prej ali slej razvije težavo z ledvičnimi kamni. Vendar pa to vprašanje postane veliko bolj pereče, ko gre za astronavte, saj v vesolju začnejo kosti telesa izgubljati koristne snovi še hitreje kot na Zemlji. V telesu se izločajo soli (kalcijev fosfat), ki prodrejo v krvni obtok in se kopičijo v ledvicah. Te soli se lahko stisnejo in imajo obliko kamnov. Hkrati se lahko velikost teh kamnov razlikuje od mikroskopskih do precej resnih - do velikosti oreha. Težava je v tem, da lahko ti kamni blokirajo krvne žile in druge tokove, ki hranijo organ ali odstranijo odvečne snovi iz ledvic.

Za astronavte je tveganje za nastanek ledvičnih kamnov bolj nevarno, saj se v pogojih mikrogravitacije lahko zmanjša količina krvi v telesu. Poleg tega mnogi astronavti ne popijejo 2 litra tekočine na dan, kar bi lahko zagotovilo popolno hidracijo njihovega telesa in preprečilo zastajanje kamnov v ledvicah ter odstranilo njihove delce skupaj z urinom.

Ugotovljeno je, da je najmanj 14 ameriških astronavtov skoraj takoj po zaključku svojih vesoljskih misij razvilo težavo z ledvičnimi kamni. Leta 1982 je bil zabeležen primer akutne bolečine pri članu posadke na sovjetski postaji Salyut-7. Astronavt je dva dni trpel zaradi hudih bolečin, medtem ko njegovemu spremljevalcu ni preostalo drugega, kot da nemočno opazuje trpljenje svojega kolega. Sprva so vsi pomislili na akutni apendicitis, a čez nekaj časa je s kozmonavtovim urinom izstopil majhen ledvični kamen.

Znanstveniki že zelo dolgo razvijajo poseben ultrazvočni aparat v velikosti namiznega računalnika, ki lahko zazna ledvične kamne in jih odstrani s pomočjo impulzov zvočnih valov. Zdi se, da bi na ladji ob Marsu kaj takega zagotovo lahko prišlo prav …

Pljučna bolezen

Kljub temu, da še ne vemo z gotovostjo, kakšne negativne učinke na zdravje lahko povzroči prah drugih planetov ali asteroidov, se znanstveniki še vedno zavedajo nekaterih zelo neprijetnih posledic, ki se lahko pokažejo kot posledica izpostavljenosti luninemu prahu.

Najresnejši učinek vdihavanja prahu je verjetno na pljuča. Vendar pa lahko neverjetno ostri delci luninega prahu povzročijo resne poškodbe ne le pljuč, ampak tudi srca, hkrati pa povzročijo cel kup različnih tegob, od hudih vnetja organov do raka. Na primer, azbest lahko povzroči podobne učinke.

Ostri prašni delci lahko poškodujejo ne le notranje organe, temveč povzročijo tudi vnetja in odrgnine na koži. Za zaščito je potrebno uporabiti posebne večslojne materiale, podobne kevlarju. Lunin prah lahko zlahka poškoduje roženice oči, kar je lahko najresnejša nevarnost za ljudi v vesolju.

Znanstveniki z obžalovanjem ugotavljajo, da ne morejo modelirati lunine zemlje in izvesti celotnega nabora testov, potrebnih za določitev učinkov luninega prahu na telo. Ena od težav pri reševanju tega problema je, da na Zemlji prašni delci niso v vakuumu in niso nenehno izpostavljeni sevanju. Samo dodatne študije prahu neposredno na površini Lune in ne v laboratoriju lahko znanstvenikom zagotovijo potrebne podatke za razvoj učinkovitih metod zaščite pred temi drobnimi strupenimi ubijalci.

Odpoved imunskega sistema

Naš imunski sistem se spreminja in se odziva na vse, tudi najmanjše spremembe v našem telesu. Pomanjkanje spanja, neustrezen vnos hranilnih snovi ali celo normalen stres lahko oslabi naš imunski sistem. Ampak to je na Zemlji. Sprememba imunskega sistema v vesolju se lahko sčasoma spremeni v prehlad ali pa nosi potencialno nevarnost pri razvoju veliko hujših bolezni.

V vesolju se porazdelitev imunskih celic v telesu ne spremeni veliko. Veliko večjo nevarnost za zdravje lahko povzročijo spremembe v delovanju teh celic. Ko se delovanje celice zmanjša, se lahko že potlačeni virusi v človeškem telesu ponovno prebudijo. In to storiti skoraj na skrivaj, brez manifestacije simptomov bolezni. Ko imunske celice postanejo bolj aktivne, se imunski sistem pretirano odzove na dražljaje, kar povzroči alergijske reakcije in druge neželene učinke, kot so kožni izpuščaji.

"Stvari, kot so sevanje, mikrobe, stres, mikrogravitacija, motnje spanja in celo izolacija, lahko vplivajo na delovanje imunskega sistema članov posadke," pravi imunolog Nase Brian Krushin.

"Dolgotrajne vesoljske misije bodo povečale tveganje za okužbe, preobčutljivost in avtoimunske težave pri astronavtih."

Za reševanje težav z imunskim sistemom namerava NASA uporabiti nove metode zaščite pred sevanjem, nov pristop k uravnoteženi prehrani in medicini.

Grožnje s sevanjem

Trenutno zelo nenavadno in zelo dolgotrajno pomanjkanje sončne aktivnosti bi lahko prispevalo k nevarnim spremembam ravni sevanja v vesolju. V zadnjih 100 letih se ni zgodilo nič takega.

"Čeprav takšni dogodki niso nujno zaustavitveni dejavnik za dolge misije na Luno, asteroide ali celo Mars, je galaktično kozmično sevanje samo dejavnik, ki lahko omeji načrtovani čas teh misij," pravi Nathan Schwadron z Inštituta. raziskovanje oceanov in vesolja.

Posledice tovrstne izpostavljenosti so lahko zelo različne, od sevalne bolezni do razvoja raka ali poškodb notranjih organov. Poleg tega nevarne ravni sevanja ozadja zmanjšajo učinkovitost zaščite pred sevanjem vesoljskega plovila za približno 20 odstotkov.

V samo eni misiji na Mars je lahko astronavt izpostavljen 2/3 varne doze sevanja, ki ji je človek lahko izpostavljen v najslabšem primeru skozi vse življenje. To sevanje lahko povzroči spremembe v DNK in poveča tveganje za raka.

"Ko gre za kumulativni odmerek, je to enako kot opraviti popolno CT skeniranje telesa vsakih 5-6 dni," pravi znanstvenik Carey Zeitlin.

Kognitivne težave

Pri simulaciji stanja v vesolju so znanstveniki ugotovili, da se zaradi izpostavljenosti močno nabitim delcem, tudi v majhnih odmerkih, laboratorijske podgane odzivajo na okolico veliko počasneje in pri tem postanejo glodalci bolj razdražljivi. Opazovanje podgan je pokazalo tudi spremembo v sestavi beljakovin v njihovih možganih.

Vendar pa znanstveniki hitro ugotovijo, da vse podgane niso pokazale enakih učinkov. Če to pravilo velja za astronavte, potem bi po mnenju raziskovalcev lahko identificirali biološki marker, ki kaže in napoveduje zgodnjo manifestacijo teh učinkov pri astronavtih. Morda bi ta marker celo omogočil iskanje načina za zmanjšanje negativnih učinkov izpostavljenosti sevanju.

Alzheimerjeva bolezen je resnejši problem.

"Izpostavljenost ravni sevanja, ki je enaka tisti, ki jo doživljajo ljudje na letu na Mars, lahko prispeva k razvoju kognitivnih težav in pospeši spremembe v delovanju možganov, ki so najpogosteje povezane z Alzheimerjevo boleznijo," pravi nevrolog Kerry O'Banion.

"Dlje ko ste v vesolju, večje je tveganje za razvoj bolezni."

Eno od tolažilnih dejstev je, da so znanstveniki že uspeli raziskati enega najbolj nesrečnih scenarijev izpostavljenosti sevanju. Laboratorijske miši so naenkrat izpostavili ravni sevanja, ki bi bila značilna za ves čas na misiji na Mars. Po drugi strani bodo ljudje, ki letijo na Mars, v treh letih leta izpostavljeni sevanju v odmerjeni dozi. Znanstveniki verjamejo, da se človeško telo lahko prilagodi tako majhnim odmerkom.

Poleg tega je ugotovljeno, da lahko plastika in lahki materiali ljudem zagotovijo učinkovitejšo zaščito pred sevanjem kot trenutno uporabljen aluminij.

Izguba vida

Nekateri astronavti po bivanju v vesolju razvijejo hude težave z vidom. Dlje ko traja vesoljska misija, večja je verjetnost za tako strašne posledice.

Med najmanj 300 ameriškimi astronavti, ki so od leta 1989 opravili zdravniški pregled, je imelo težave z vidom 29 odstotkov ljudi, ki so bili v vesolju na dvotedenskih vesoljskih misijah, in 60 odstotkov ljudi, ki so več mesecev delali na Mednarodni vesoljski postaji. …

Zdravniki z univerze v Teksasu so izvedli skeniranje možganov 27 astronavtov, ki so bili v vesolju več kot mesec dni. Pri 25 odstotkih so opazili zmanjšanje volumna anteroposteriorne osi enega ali dveh očesnih jabolk. Ta sprememba vodi v daljnovidnost. Spet je bilo ugotovljeno, da dlje ko je človek v vesolju, večja je verjetnost te spremembe.

Znanstveniki verjamejo, da je ta negativni učinek mogoče razložiti z dvigom tekočine v glavo v pogojih migrogravitacije. V tem primeru se v lobanji začne kopičiti cerebrospinalna tekočina, intrakranialni tlak se dvigne. Tekočina ne more pronicati skozi kost, zato začne ustvarjati pritisk na notranjost oči. Raziskovalci še niso prepričani, ali se bo ta učinek zmanjšal pri astronavtih, ki bodo v vesolje prispeli za več kot šest mesecev. Vendar je povsem očitno, da bo to treba izvedeti, preden bodo ljudje poslani na Mars.

Če težavo povzroča izključno intrakranialni tlak, bi bila ena od možnih rešitev ustvarjanje pogojev umetne gravitacije, vsak dan po osem ur, medtem ko astronavti spijo. Vendar je še prezgodaj reči, ali bo ta metoda pomagala ali ne.

"Ta problem je treba obravnavati, saj se sicer lahko izkaže, da je glavni razlog za nezmožnost dolgega potovanja v vesolje," pravi znanstvenik Mark Shelhamer.

Ničelna gravitacija ubija možgane

Dolgo bivanje v vesolju v breztežnosti lahko povzroči resne spremembe v možganih, so ugotovili sibirski znanstveniki s preučevanjem stanja miši, ki so bile v orbiti.

Rezultati bodo omogočili oblikovanje sistemov za preprečevanje in odpravljanje negativnega vpliva breztežnosti na organizem astronavtov. Najbolj zanimiv od pridobljenih podatkov se nanaša na dopaminski sistem. Videli smo, da se izražanje njegovih ključnih genov po enem mesecu v orbiti zmanjša. To nakazuje, da je dopaminski sistem možganov, ki je običajno odgovoren za fino koordinacijo delovanja, in na splošno - za nadzor premikov, degradira.

Dolgoročno lahko takšna sprememba vodi v razvoj parkinsonovega stanja. Kajti če se vaša ekspresija encima, ki sintetizira dopamin, zmanjša, se zmanjša tudi raven samega nevrotransmiterja in na koncu se razvije motorični primanjkljaj, "- citira besede raziskovalca iz Laboratorija za nevrogenomiko vedenja pri Zvezni raziskovalni agenciji. Center Inštitut za citologijo in genetiko SB RAS, Anton Tsybko, uradna publikacija SB RAS "Znanost v Sibiriji" Glej tudi lansiranje transportnega vozila s posadko Soyuz TMA-17M.

Poleg tega je znanstvenik opazil spremembe v drugi izjemno pomembni možganski strukturi - hipotalamusu. Tu so odkrili znake apoptoze (programiranega celičnega "samomora"), ki jo najverjetneje izzove mikrogravitacija. Potrjeno je že: tako v orbiti kot na Zemlji - v poskusih, ki simulirajo stanje breztežnosti - se apoptoza nevronov povečuje. "To je polno splošnega poslabšanja metabolizma in še marsičesa. Glede na to, da je telo v ničelni gravitaciji že napadeno, ima lahko vsaka sprememba njegovega delovanja na slabše precej resne posledice," je pojasnil Tsybko.

Znanstveniki so ugotovili, da te spremembe na srečo niso usodne, fizična aktivnost pa jih popolnoma prepreči. Pri živalih se telesna aktivnost povrne v enem tednu. Možgani začnejo znova kopičiti izgubljeni čas, raven serotonina, dopamina se precej hitro vrne v normalno stanje. V enem mesecu se nevrodegeneracija nima časa pojaviti.

Izstreljevanje miši v vesolje za daljši čas se zdi še vedno problematično. Telesna vzgoja je rešitev za kozmonavte. Študija je bila izvedena na laboratorijskih miših, ki so opravile 30-dnevno vesoljsko potovanje na biosatelitu Bion-M1. Znanstveniki ugotavljajo, da sta anatomija in fiziologija miši v marsičem podobna človeku, naši genomi sovpadajo za 99%, zato so linearne miši najprimernejši predmeti za preučevanje mehanizmov prilagajanja na breztežnost. Vendar pa obstaja bistvena razlika: astronavti se za razliko od miši lahko zavestno silijo v gibanje, telovadijo več kot štiri ure na dan, kar pomeni, da spodbujajo motorične centre v možganih in zmanjšajo tveganje za poškodbe dopamina. sistem.

Če pa ostanete v orbiti vsaj dva tedna in ne izvajate posebnih telesnih vaj, se ob vrnitvi na Zemljo stanje izkaže za zelo težko in zahteva dolgotrajno rehabilitacijo. "Bion" je serija sovjetskih in ruskih vesoljskih plovil, ki jih je razvil TsSKB-Progress in je namenjena biološkim raziskavam. Za 11 letov so bili na njih izvedeni poskusi z 212 podganami, 12 opicami in številnimi drugimi živalmi. Satelit Bion-M1 je bil izstreljen 19. aprila 2013 in se je mesec pozneje vrnil na Zemljo.

Poleg miši so bili na krovu mongolski gerbili, kuščarji gekoni, ribe, sladkovodni in grozdni polži, ličinke mizarskega hrošča, mikroorganizmi, alge, lišaji in nekatere višje rastline. Do danes je bil eksperiment Bion-M1 zaključen. Bion-M2 naj bi izstrelili v prihodnjih letih.