Як тіло людини змінюється в космосі: прогнози для м'язів і кісток невтішні

Найоптимістичніші прогнози вселяють надію, що колонізація Марса відбудеться вже найближчим часом. Китай, наприклад, має на меті відправити екіпажі на червону планету вже у 2033 році, а в NASA поставили доволі амбітну ціль – відрядити астронавтів до кінця 2030-х або початку 2040-х років.

З одного боку, колонізація виглядає досить перспективно, враховуючи проблеми перенаселення, глобального потепління, вимирання біорізноманіття та танення льодовиків. Але чи безпечні такі космічні місії для людського тіла? Що відбувається з зором, м’язами, імунітетом та ДНК людини у космосі, розповіло видання Live science.

М’язи

Однією з найбільших перешкод для тривалого космічного польоту є мікрогравітація – стан майже повної невагомості, в якому астронавти плавають і можуть легко штовхати важкі предмети в повітрі. М’язи отримуватимуть дуже мало стимулів, фактично починаючи швидко слабшати та навіть руйнуватися. NASA опублікувало дослідження, згідно з яким астронавти можуть втратити до 20% своєї м’язової маси, провівши в умовах мікрогравітації лише п’ять днів. Особливо страждатимуть нижні кінцівки, тулуб та м’язи, що відповідають за підтримку постави.

Втрата кісткової маси

Після перебування у космосі людські кістки стають більш схильними переломів і остеопорозу. Вплив невагомості на кожну окрему кістку різний і залежить власне від розташування цієї кістки в організмі. Відповідно до аналізу, опублікованого в журналі Microgravity, кістки нижніх кінцівок і поперекового відділу хребта можуть втрачати до 1% маси на місяць, а от щільність кісток черепа може фактично збільшуватися. Відповідно до огляду 1995 року, опублікованого в журналі Acta Astronautica, оскільки кісткова тканина швидко деградує в космосі, вона може вивільняти потік мінералів у кров, підвищуючи ризик гіперкальціємії (надмірного рівня кальцію), що, у свою чергу, може спричинити камені в нирках. .

Проблеми із зором

Нерви, які відходять від задньої частини ока, можуть змінюватися в умовах мікрогравітації, а потім деформуватися після повернення на Землю.

Згідно з оглядом 2009 року, опублікованим у журналі Annals of the New York Academy of Sciences, сили тяжіння допомагають утримувати очні яблука в правильному положенні та дозволяють їм обертатися в очних западинах. Відповідно до дослідження 2006 року, опублікованого в журналі Human Physiology, в умовах мікрогравітації ці рухи очей можуть бути порушені.

Тривалий вплив мікрогравітації також може призвести до дегенеративного стану під назвою нейроокулярний синдром.

Спина

Мікрогравітація дуже сильно впливає і на людський хребет. Вона подовжує хребет, провокуючи його випрямлення. NASA повідомляє, що астронавти навіть можуть "вирости" у космосі приблизно на 7,6 см.

Вчені заспокоюють: короткочасні космічні подорожі не завдадуть великої шкоди. Однак надмірне перебування в умовах мікрогравітації може спричинити невідворотні наслідки.

Зниження імунітету

Космічне випромінювання, мікрогравітація та загальний фізичний і психічний стрес, пов’язані з космічними подорожами, можуть послабити імунну систему астронавтів і зробити їх більш сприйнятливими до інфекцій і системних захворювань.

Згідно з оглядом 2021 року, опублікованим у журналі npj Microgravity, тривалий вплив мікрогравітації може зменшити кількість і функціонування макрофагів, типу лейкоцитів, які вбивають шкідливі мікроби та регулюють дію інших клітин імунної системи. Невагомість має глибокий вплив на метаболізм, ріст і розмноження макрофагів.

Підвищений ризик утворення тромбів

Серце також функціонує в умовах гравітації Землі. Саме сила тяжіння "тягне" кров вниз, спричинюючи скорочення серцевого м’язу.

Мікрогравітація може збільшити ризик утворення небезпечних тромбів. Дослідження показують, що цей ризик може виникнути через те, що мікрогравітація пов’язана зі зниженим кровотоком у всьому тілі та підвищеною присутністю факторів згортання крові.

Серцеві захворювання та резистентність до інсуліну

Згідно з дослідженням NASA Twins Study, іноді космічне середовище збільшити загальний рівень запалення в організмі, що пов’язане з захворюваннями серцево-судинної системи та та резистентності до інсуліну.

Вчені провели цікаве дослідження. Два брата-близнюки були астронавтами. Якось першого, Скотта, відправили у космічну місію, а другого, Марка, лишили на Землі. Дослідники порівняли рівні цитокінів, білків у крові братів, які вказують на запальні реакції. Вони виявили, що тіло Скотта було більш схильне до запалення в умовах мікрогравітації, ніж тіло Марка на Землі.

Пошкодження ДНК

Відповідно до огляду 2017 року, опублікованого в журналі npj Microgravity, астронавти стикаються з підвищеним ризиком пошкодження ДНК. Це пояснюють впливом космічної радіації та мікрогравітації.

Стан кишечника

Вчені виявили, що астронавти мають менш різноманітну популяцію кишкових мікробів порівняно з людьми на Землі, і часто містять більшу кількість видів бактерій, які сприяють запаленню кишечника.

Крім того, дослідження на мишах у 2023 році, опубліковане в журналі Cell Reports, продемонструвало, що спричинені космічним польотом зміни в мікробіомі кишечника можуть прискорити швидкість втрати кісткової маси в умовах мікрогравітації.

Зміни в структурі та діяльності головного мозку

Невагомість змушує зміщуватися спинномозкову рідину. Це водяниста речовина, яка пом’якшує та забезпечує поживними речовинами головний і спинний мозок. Зміни в структурі та активності мозку все ще можуть спостерігатися через кілька місяців після того, як астронавти повернулися на Землю. Водночас вчені не впевнені, наскільки ці зміни можуть бути шкідливими для здоров’я людини

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL у Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.