Как тело человека меняется в космосе: прогнозы для мышц и костей неутешительны

Самые оптимистичные прогнозы внушают надежду, что колонизация Марса состоится уже в ближайшее время. Китай, например, планирует запустить экипажи на красную планету уже в 2033 году, а в NASA поставили довольно амбициозную цель – отправить астронавтов до конца 2030-х или начала 2040-х годов.

С одной стороны, колонизация выглядит достаточно перспективно, учитывая проблемы перенаселения, глобального потепления, вымирания биоразнообразия и таяния ледников. Но безопасны ли такие космические миссии для человеческого тела? Что происходит со зрением, мышцами, иммунитетом и ДНК человека в космосе, рассказало издание Live science.

Мышцы

Одним из самых больших препятствий для длительного космического полета является микрогравитация – состояние почти полной невесомости, в котором астронавты плавают и могут легко толкать тяжелые предметы в воздухе. Мышцы будут получать очень мало стимулов, фактически начиная быстро ослабевать и даже разрушаться. NASA опубликовало исследование, согласно которому астронавты могут потерять до 20% своей мышечной массы, проведя в условиях микрогравитации всего пять дней. Особенно будут страдать нижние конечности, туловище и мышцы, отвечающие за поддержку осанки.

Потеря костной массы

После пребывания в космосе человеческие кости становятся более подверженными переломам и остеопорозу. Воздействие невесомости на каждую отдельную кость разнится и зависит собственно от расположения этой кости в организме. Согласно анализу, опубликованному в журнале Microgravity, кости нижних конечностей и поясничного отдела позвоночника могут терять до 1% массы в месяц, а вот плотность костей черепа может фактически увеличиваться. Согласно обзору 1995 года, опубликованному в журнале Acta Astronautica, поскольку костная ткань быстро деградирует в космосе, она может высвобождать поток минералов в кровь, повышая риск гиперкальциемии (чрезмерного уровня кальция), что, в свою очередь, может привести к камням в почках. .

Проблемы со зрением

Нервы, отходящие от задней части глаза, могут изменяться в условиях микрогравитации, а затем деформироваться по возвращении на Землю.

Согласно обзору 2009 года, опубликованному в журнале Annals of the New York Academy of Sciences, сила притяжения помогает удерживать глазные яблоки в правильном положении и позволяет им вращаться в глазных впадинах. Согласно исследованию 2006 года, опубликованному в журнале Human Physiology, в условиях микрогравитации эти движения глаз могут быть нарушены.

Длительное влияние микрогравитации может привести к дегенеративному состоянию под названием нейроокулярный синдром.

Спина

Микрогравитация очень сильно влияет и на человеческий хребет. Она удлиняет хребет, провоцируя его выпрямление. NASA сообщает, что астронавты даже могут "вырасти" в космосе примерно на 7,6 см.

Ученые успокаивают: кратковременные космические путешествия не нанесут большого вреда. Однако чрезмерное пребывание в условиях микрогравитации может привести к неотвратимым последствиям.

Снижение иммунитета

Космическое излучение, микрогравитация и общий физический и психический стресс, связанные с космическими путешествиями, могут ослабить иммунную систему астронавтов и сделать их более восприимчивыми к инфекциям и системным заболеваниям.

Согласно обзору 2021 года, опубликованному в журнале npj Microgravity, длительное влияние микрогравитации может уменьшить количество и функционирование макрофагов, типа лейкоцитов, которые убивают вредные микробы и регулируют действие других клеток иммунной системы. Невесомость оказывает глубокое влияние на метаболизм, рост и размножение макрофагов.

Повышенный риск образования тромбов

Сердце также работает в условиях гравитации Земли. Именно сила тяготения "тянет" кровь вниз, приводя к сокращению сердечной мышцы.

Микрогравитация может увеличить риск образования опасных тромбов. Исследования показывают, что этот риск может возникнуть из-за того, что микрогравитация связана с пониженным кровотоком во всем теле и повышенным присутствием факторов свертывания крови.

Сердечные заболевания и резистентность к инсулину

Согласно исследованию NASA Twins Study, иногда космическая среда увеличит общий уровень воспаления в организме, что связано с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и резистентности к инсулину.

Ученые провели интересное исследование. Два брата-близнеца были астронавтами. Однажды первого, Скотта, отправили в космическую миссию, а второго, Марка, оставили на Земле. Исследователи сравнили уровни цитокинов, белков в крови братьев, указывающих на воспалительные реакции. Они обнаружили, что тело Скотта было более подвержено воспалению в условиях микрогравитации, чем тело Марка на Земле.

Повреждение ДНК

Согласно обзору 2017 года, опубликованному в журнале npj Microgravity, астронавты сталкиваются с повышенным риском повреждения ДНК. Это объясняют влиянием космической радиации и микрогравитации.

Состояние кишечника

Ученые обнаружили, что астронавты обладают менее разнообразной популяцией кишечных микробов по сравнению с людьми на Земле, и часто имеют большее количество видов бактерий, способствующих воспалению кишечника.

Кроме того, исследование на мышах в 2023 году, опубликованное в журнале Cell Reports, продемонстрировало, что вызванные космическим полетом изменения в микробиоме кишечника могут ускорить скорость потери костной массы в условиях микрогравитации.

Изменения в структуре и деятельности головного мозга

Невесомость заставляет смещаться спинномозговую жидкость. Это водянистое вещество, смягчающее и обеспечивающее питательными веществами головной и спинной мозг. Изменения в структуре и активности мозга все еще могут наблюдаться несколько месяцев спустя после того, как астронавты вернулись на Землю. В то же время ученые не уверены, насколько эти изменения могут быть вредны для здоровья человека.

Ранее OBOZREVATEL рассказывал, что SpaceX показала первую колонию людей на Марсе.

Подписывайтесь на каналы OBOZREVATEL в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.