Почему некоторые астронавты возвращаются с Международной космической станции в очках? Проблемы со зрением являются одной из самых больших проблем, которые возникли за последние три-четыре года в области космических исследований, затронув 20% космонавтов. А офис космонавтов очень серьезно относится к этой проблеме, отметил Скотт Смит, который руководит Лабораторией биохимии питания в Космическом центре Джонсона.
Это один из примеров того, как длительное пребывание в полете может изменить ваше здоровье. Несмотря на все усилия НАСА, кости и мышцы ослабевают, и после месяца, проведенного астронавтами на космической станции, требуются месяцы реабилитации. Но в последние годы были достигнуты успехи в понимании того, что делает микрогравитация для человеческого организма - и как это исправить.
Возьмите, например, проблему со зрением. Врачи считают, что увеличение смещения жидкости в голове увеличивает давление на зрительный нерв, место в задней части глаза, которое влияет на зрение. Есть несколько вещей, которые могут повлиять на это:
- Упражнение, Астронавтам предписано ежедневно отводить 2,5 часа на выполнение упражнений на Международной космической станции, что соответствует примерно 1,5 часам активности после установки и учета переходов. Поднятие тяжестей сжимает мышцы и может принести больше крови в их головы. НАСА установила на космическую станцию усовершенствованное резистивное тренировочное устройство, которое является более мощным, чем его предшественник, но, возможно, это также вызывает проблемы со зрением, сказал Смит. «Ирония в том, что тренажер, которым мы рады для работы мышц и костей, может повредить глаза».
- Уровни СО2, Этот газ (который естественным образом возникает, когда люди выдыхают) находится на космической станции «относительно высоко», поскольку для поддержания атмосферы в чистоте требуется больше энергии и больше материалов, сказал Смит. «Повышенное воздействие углекислого газа увеличит приток крови к вашей голове», - сказал он. Если это будет признано причиной, добавил он, НАСА готово внести изменения, чтобы снизить уровень CO2 на станции.
- Проблемы с фолиевой кислотой (витамином В).Из множества данных о крови и моче, собранных с тех пор, как НАСА начали рассматривать эту проблему, они искали биохимический (питательный) путь в организме, который перемещает углеродные единицы из одного соединения в другое. Это важно для синтеза ДНК и получения аминокислот, и включает в себя несколько витаминов и питательных веществ. После того, как ученые начали замечать изменения в фолате (форма витамина B), они продолжили исследование и обнаружили интересную вещь относительно гомоцистеина, типа аминокислоты в основе этого единственного углеродного пути. Оказывается, что те астронавты, у которых проблемы со зрением после полета, имели более высокие (но не аномальные) уровни гомоцистеина в крови перед полетом, как здесь опубликовано.
«Это спекуляция, но мы думаем, что генетические различия на этом пути могут как-то изменить ваш ответ на вещи, которые влияют на кровоток в голове», - сказал Смит.
Найдя эти по существу «косвенные» доказательства генетической предрасположенности к проблемам со зрением, они предложили эксперимент по изучению генов, связанных с одним метаболизмом углерода. «Чтобы дать вам представление о важности этой проблемы, мы обратились к каждому члену экипажа, который летал на космическую станцию или полетит на космическую станцию. Мы спросили, дадут ли они нам образец крови и не посмотрят ли они на гены на предмет одного углеродного мейаболизма », - сказал он. «Для этого мы обратились к 72 астронавтам, и 70 из них дали нам кровь, что неслыханно».
В то время как НАСА пытается закрепить то, что происходит с видением астронавта, агентство добилось существенного прогресса в сохранении плотности костей во время полетов - впервые за 50 лет космического полета, добавил Смит.
Мы упомянули усовершенствованное устройство для резистивных упражнений, орбитальное устройство для поднятия тяжестей, которое было установлено и впервые использовано во время экспедиции 18 в 2008 году и с тех пор используется на космической станции. Это значительное улучшение по сравнению с предыдущим временным резистивным тренировочным устройством (iRED), которое не обеспечивало достаточного сопротивления, позволяя некоторым астронавтам «максимально работать» на устройстве и не могло в дальнейшем увеличивать нагрузки для тяжелой атлетики после нескольких недель или месяцев использования.
«Мы летали на iRED на станции, и потеря костной массы на станции выглядела точно так же, как и на« Мире », то есть при отсутствии резистивного устройства для упражнений», - сказал Смит. Но это резко изменилось с ARED, который имеет вдвое большую нагрузочную способность. Экипажи питались лучше, поддерживали вес тела и имели более высокий уровень витамина D по сравнению с теми, что были раньше. Как ни странно, они сохранили плотность костей на предполетном уровне, как показано в этой статье.
Хотя мы думаем о кости как о цементоподобной и неизменной (по крайней мере, пока вы не сломаете ее!), На самом деле это орган, который всегда разрушается и реформируется. Когда разрушение ускоряется, например, когда вы не набираете вес на орбите, вы теряете плотность костной ткани и подвержены большему риску переломов.
Почему неизвестно, кроме как сказать, что кость, кажется, полагается на какую-то «сигнализацию», которая указывает на то, что на нее накладываются нагрузки или веса. И наоборот, если вы хотите придать больший вес своим костям - возможно, несете рюкзак с грузом на нем - ваш скелет будет постепенно увеличиваться, чтобы выдержать дополнительный вес.
Несмотря на то, что ARED поддерживает плотность костной ткани, вопрос заключается в том, может ли организм выдерживать два процесса, происходящих с большей скоростью, чем до полета: разрушение и наращивание кости. По словам Смита, потребуются дополнительные исследования, чтобы определить, влияет ли это на прочность кости, что в конечном итоге важнее, чем просто плотность минералов. Питание и физические упражнения также могут быть оптимизированы, чтобы обеспечить лучшее сохранение костей.
Это одна из вещей, которую ученые взволнованы, чтобы изучить предстоящую годовую миссию на Международную космическую станцию, когда Скотт Келли (NASA) и Михаил Корниенко (Роскосмос) будут одним из небольшого числа людей, которые будут выполнять один календарный год подряд. в космосе. «Ремоделирование» кости не выравнивается через шесть месяцев, но, возможно, оно приблизится к году.
Смит отметил, что качество данных о состоянии здоровья также улучшилось после длительных миссий "Мир" в начале и середине 1990-х годов. Специфические маркеры разрушения и формирования костей в это время только обнаруживались и применялись, тогда как сегодня они широко используются в медицине. Помимо этого, и того факта, что данные НАСА "Мир" взяты из более коротких миссий, Смит сказал, что он с нетерпением ждет возможности узнать, что скажет ученый год в космосе.
На этом мы завершаем серию из трех статей о здоровье астронавтов. Два дня назад: почему человеческая наука так трудна в космосе? Вчера: Как заставить упражнения работать в Zero G?
