Περιεχόμενο
Η μικροβαρύτητα εξασθενεί τόσο τα οστά όσο και τους μυς. Τα αποτελέσματα αλληλοσυνδέονται, καθώς η εξασθένιση των μυών επιταχύνει την αποδυνάμωση των οστών. Αυτό μπορεί να αφήσει τους αστροναύτες με μακροχρόνια μυϊκή και οστική απώλεια. Η κατανόηση και, ενδεχομένως, η καταπολέμηση των επιπτώσεων της μικροβαρύτητας στους οστά και στους μυς των αστροναυτών αποτελεί μια κρίσιμη πρόκληση για το διαστημικό ταξίδι.
Μυική δύναμη
Η μικροβαρύτητα εξασθενεί τους μυς με διάφορους τρόπους, οι οποίοι διερευνήθηκαν σε μια μελέτη του 2003 του Πανεπιστημίου του Udine στην Ιταλία. Μετά από περίπου 240 ημέρες στο διάστημα, η συνολική ισχύς των αστροναυτών πέφτει στο 70% της αρχικής τους ισχύος. Οι ανθρώπινοι μύες έχουν δύο τύπους μυϊκών ινών, οι οποίοι επηρεάζονται ελαφρώς διαφορετικά, αν και οι δύο αποδυναμώνουν. Οι ίνες αργής ρωγμής αποδυναμώνουν περίπου την ίδια ταχύτητα με τη συνολική αντοχή. Ωστόσο, οι μυϊκές ίνες γρήγορης συστολής αθροίζονται ακόμα πιο γρήγορα και μετά από περίπου έξι μήνες έχουν περίπου το 45% της αρχικής τους αντοχής. Αυτό αφήνει τους αστροναύτες πολύ εξασθενημένους. Περιέργως, η απώλεια μυών φαίνεται να συμβαίνει πιο ριζικά στο άνω μέρος του σώματος, ενώ η απώλεια οστού τείνει να προκαλέσει τα πιο σοβαρά αποτελέσματα στο κάτω μέρος του σώματος.
Απώλεια οστού
Η μικροβαρύτητα προκαλεί οστεοπενία, την απώλεια οστικής πυκνότητας, μια κατάσταση που σχετίζεται με την οστεοπόρωση. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με τον Δρ Τζέι Σάπιρο, επικεφαλής της ομάδας για μελέτες οστών στο Εθνικό Ινστιτούτο Βιοϊατρικής Έρευνας Διαστήματος, «το μέγεθος αυτού του προβλήματος οδήγησε τη NASA να θεωρήσει την απώλεια οστικής μάζας εγγενή κίνδυνο εκτεταμένων διαστημικών πτήσεων». Ένα σημαντικό συστατικό σε αυτό το πρόβλημα πηγάζει από τη δραστηριότητα σε κυτταρικό επίπεδο. Υπό κανονικές συνθήκες, ένα σύνολο κυττάρων που ονομάζονται οστεοκλάστες διασπά το οστό σε απόσταση, ενώ ένας άλλος τύπος οστικών κυττάρων, οι οστεοβλάστες δημιουργούν νέα οστά ταυτόχρονα. Ωστόσο, οι οστεοβλάστες ανταποκρίνονται στο στρες, δημιουργώντας οστά όπου το σώμα τους ωθεί. Στο διάστημα, τα κόκαλα αισθάνονται πολύ λίγο άγχος, δεδομένου ότι η βαρύτητα δεν τραβάει τα οστά και οι εξασθενημένοι μύες θέτουν λιγότερη πίεση στα οστά. Αυτό προκαλεί τη διαδικασία αποσύνθεσης των παλαιών οστών και την κατασκευή νέου οστού για να πέσει έξω από το συγχρονισμό, με αποτέλεσμα την αποδυνάμωση των οστών. Αλλά άλλοι παράγοντες φαίνεται να συμβάλλουν στο θέμα. Για παράδειγμα, το σώμα τείνει να παράγει παραμορφωμένες ίνες κολλαγόνου σε μικροβαρύτητα, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση της υγείας των οστών.
Τα συμπτώματα της μικροβαρύτητας
Στο κλινικό επίπεδο, αυτές οι αλλαγές στα οστά και τους μύες προκαλούν πολλά προβλήματα στους αστροναύτες. Η απώλεια οστού είναι πιο έντονη στο κάτω μισό του σώματος, όπου ένας αστροναύτης μπορεί να χάσει 1 έως 2 τοις εκατό της οστικής μάζας τους ανά μήνα, παρόλο που φαίνεται να ισοπεδώνει σε περίπου 20 τοις εκατό απώλεια οστού στις μακρύτερες διαστημικές πτήσεις. Η αποδυνάμωση των οστών και των μυών τελικά μοιάζει με τις επιπτώσεις των παρατεταμένων περιόδων ανάπαυσης στο κρεβάτι. Οι αστροναύτες χρειάζονται χρόνο για να προσαρμόσουν εκ νέου τους μυς τους στη βαρύτητα της Γης. Πάνω από αυτό, το ασβέστιο συσσωρεύεται στο αίμα καθώς τα οστά χάνουν τη μάζα. Αυτό προωθεί τις πέτρες των νεφρών σε αστροναύτες.
Αντιμετωπίζοντας Προβλήματα Υγείας
Η NASA διαθέτει αρκετές μεθόδους για την καταπολέμηση αυτών των καταστάσεων. Πρώτον, η άσκηση στο διάστημα βοηθά στη μείωση της οστικής απώλειας και της μυϊκής αδυναμίας. Η προσθήκη ασκήσεων "εκρηκτικού" τύπου με αιφνίδιες κινήσεις μπορεί να αυξήσει περαιτέρω το όφελος της άσκησης για την εξάλειψη των χειρότερων επιπτώσεων της μικροβαρύτητας. Ομοίως, η άσκηση σε μια φυγόκεντρο μπορεί να μειώσει περαιτέρω τις μακροπρόθεσμες επιδράσεις της μικροβαρύτητας και να ενισχύσει τους μυς της καρδιάς. Επιπλέον, οι αλλαγές στη διατροφή των αστροναυτών έχουν δείξει υπόσχεση στη μείωση των επιπτώσεων της μικροβαρύτητας στα οστά και στους μυς. Τέλος, η NASA έχει αρχίσει να πειραματίζεται με τη χρήση φαρμάκων για την καταπολέμηση της απώλειας οστικής μάζας. Συγκεκριμένα, η NASA έχει αρχίσει να εκδίδει διφωσφονικά αστροναύτες, ένα φάρμακο που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία και πρόληψη της οστεοπόρωσης στη Γη. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η κατανόηση της απώλειας οστικής μικροβαρύτητας μπορεί να μεταφραστεί σε καλύτερη θεραπεία για τους ανθρώπους στη γη με οστικές διαταραχές όπως η οστεοπόρωση.