Medicininės problemos, galinčios nutraukti giluminį kosmoso tyrinėjimą

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Jei taip, siūlome susipažinti su 20 labiausiai tikėtinų sveikatos problemų, su kuriomis teks susidurti žmonių kosmoso kolonizacijos eros pradininkams (jei jų neišspręsime iki šios akimirkos), atranka.

Problemos su širdimi

Vakarų medicinos tyrimai ir 12 astronautų stebėjimas parodė, kad ilgai veikiant mikrogravitacijai, žmogaus širdis tampa sferinė 9,4 procento stipresnė, o tai savo ruožtu gali sukelti įvairių jos darbo problemų. Ši problema gali tapti ypač aktuali ilgų kosminių kelionių metu, pavyzdžiui, į Marsą.

„Širdis kosmose veikia kitaip nei Žemės gravitacijos sąlygomis, o tai savo ruožtu gali lemti raumenų masės praradimą“, – sako NASA daktaras Jamesas Thomas.

„Visa tai turės rimtų pasekmių grįžus į Žemę, todėl šiuo metu ieškome galimų būdų, kaip išvengti ar bent sumažinti šio raumenų masės praradimo.

Specialistai pastebi, kad grįžus į Žemę širdis atgauna pirminę formą, tačiau niekas nežino, kaip po ilgų skrydžių elgsis vienas svarbiausių mūsų kūno organų. Gydytojai jau žino atvejų, kai grįžę astronautai jautė galvos svaigimą ir dezorientaciją. Kai kuriais atvejais staigiai pakinta kraujospūdis (yra staigus sumažėjimas), ypač kai žmogus bando atsistoti. Be to, kai kurie astronautai misijų metu patiria aritmijas (nenormalų širdies ritmą).

Tyrėjai pažymi, kad reikia sukurti metodus ir taisykles, kurios leistų keliautojams giliai kosmose išvengti tokio pobūdžio problemų. Kaip pažymėta, tokie metodai ir taisyklės galėtų būti naudingi ne tik astronautams, bet ir paprastiems žmonėms Žemėje – turintiems širdies problemų, taip pat tiems, kuriems nustatytas lovos režimas.

Šiuo metu prasidėjo penkerių metų trukmės tyrimų programa, kurios uždavinys bus nustatyti kosmoso įtakos astronautų aterosklerozės (kraujagyslių ligos) vystymosi pagreitėjimui lygį.

Girtumas ir psichikos sutrikimai

Nors NASA atlikta anoniminė apklausa panaikino įtarimus dėl dažno astronautų alkoholio vartojimo, 2007 metais buvo du atvejai, kai iš tikrųjų neblaiviems NASA astronautams buvo leista skristi į Rusijos erdvėlaivį „Sojuz“. Tuo pačiu metu žmonėms buvo leista skristi net po to, kai šiuos astronautus skrydžiui ruošę gydytojai, kaip ir kiti misijos nariai, savo viršininkams pranešė apie itin karštą kolegų būklę.

Pagal to meto saugumo politiką NASA prabilo apie oficialų draudimą astronautams vartoti alkoholį likus 12 valandų iki treniruočių skrydžių. Šios taisyklės veikimas taip pat buvo tyliai numanomas kosminių skrydžių metu. Tačiau po minėto incidento NASA pasipiktino tokiu astronautų nerūpestingumu, kad agentūra nusprendė šią kosminių kelionių taisyklę padaryti oficialia.

Buvęs astronautas Mike'as Mallane'as kartą sakė, kad astronautai prieš skrydį gėrė alkoholį, kad išsausintų kūną (alkoholis dehidratuoja), kad galiausiai sumažintų šlapimo pūslės apkrovą ir staiga nenorėtų naudotis tualetu paleidimo metu.

Psichologinis aspektas taip pat turėjo savo vietą tarp kosminių misijų pavojų. Kosminės misijos „Skylab 4“metu astronautai buvo taip „pavargę“nuo bendravimo su kosminių skrydžių valdymo centru, kad beveik dienai išjungė radijo ryšį ir nepaisė NASA pranešimų. Po šio incidento mokslininkai bando nustatyti ir spręsti galimus neigiamus psichologinius padarinius, kurie gali kilti dėl įtemptesnių ir ilgesnių misijų į Marsą.

Miego trūkumas ir migdomųjų tablečių vartojimas

Dešimt metų trukęs tyrimas parodė, kad astronautai akivaizdžiai nepakankamai miega paskutines savaites prieš paleidimą ir kosminių misijų pradžioje. Trys iš keturių apklaustųjų pripažino, kad vartojo vaistus, padedančius užmigti, nors tokių vaistų vartojimas gali būti pavojingas skrendant erdvėlaiviu ir dirbant su kita įranga. Pavojingiausia situacija šiuo atveju gali būti tada, kai astronautai tuo pačiu metu vartojo tą patį vaistą. Tokiu atveju nelaimės, kuriai reikia skubaus sprendimo, metu jie galėtų ją tiesiog permiegoti.

Nepaisant to, kad NASA kiekvienam astronautui paskyrė miegoti bent aštuonias su puse valandos per dieną, dauguma jų per misijas kasdien ilsėjosi tik apie šešias valandas. Šią organizmo apkrovą apsunkino ir tai, kad per paskutinius tris treniruočių mėnesius prieš skrydį žmonės kasdien miegodavo mažiau nei šešias su puse valandos.

„Būsimoms misijoms į Mėnulį, Marsą ir kitur reikės veiksmingesnių priemonių, skirtų kovoti su miego trūkumu ir optimizuoti žmogaus veiklą skrendant į kosmosą“, – sakė vyresnysis mokslo darbuotojas dr. Charlesas Kzeileris.

„Šios priemonės galėtų apimti darbo grafiko keitimus, kurie bus atliekami atsižvelgiant į žmogaus poveikį tam tikroms šviesos bangoms, taip pat įgulos elgesio strategijos, leidžiančios patogiau pereiti į miego būseną, pokyčius, kurie Būtina kitą dieną atkurti sveikatą, jėgas ir gerą nuotaiką.

Klausos praradimas

Tyrimai parodė, kad nuo kosminių erdvėlaivių misijų laikų kai kurie astronautai patyrė laikiną reikšmingą ir ne tokį reikšmingą klausos praradimą. Dažniausiai jie buvo pastebėti, kai žmonės buvo veikiami aukštų garso dažnių. Sovietinės kosminės stoties „Salyut-7“ir Rusijos „Mira“įgulos nariai taip pat turėjo nedidelį ar labai didelį klausos praradimą grįžę į Žemę. Vėlgi, visais šiais atvejais dalinio ar visiško laikino klausos praradimo priežastis buvo aukštų garso dažnių poveikis.

Tarptautinės kosminės stoties įgula privalo kasdien nešioti ausų kištukus. Siekiant sumažinti triukšmą TKS, be kitų priemonių, buvo pasiūlyta stoties sienų viduje naudoti specialias garsą izoliuojančias tarpines, taip pat įrengti tylesnius ventiliatorius.

Tačiau, be triukšmingo fono, klausos praradimui įtakos gali turėti ir kiti veiksniai: pavyzdžiui, atmosferos būklė stoties viduje, padidėjęs intrakranijinis slėgis ir padidėjęs anglies dvideginio kiekis stoties viduje.

2015 m. NASA planuoja, padedama TKS įgulos, pradėti tyrinėti galimus būdus, kaip išvengti klausos praradimo per vienerius metus trunkančias misijas. Mokslininkai nori sužinoti, kiek laiko šių padarinių galima išvengti, ir išsiaiškinti priimtiną riziką, susijusią su klausos praradimu. Pagrindinė eksperimento užduotis bus nustatyti, kaip visiškai sumažinti klausos praradimą, o ne tik konkrečios kosminės misijos metu.

Akmenys inkstuose

Vienam iš dešimties žmonių Žemėje anksčiau ar vėliau išsivysto inkstų akmenų problema. Tačiau kalbant apie kosmonautus šis klausimas tampa daug aštresnis, nes kosmose organizmo kaulai pradeda netekti naudingų medžiagų net greičiau nei Žemėje. Kūno viduje išskiriamos druskos (kalcio fosfatas), kurios prasiskverbia į kraują ir kaupiasi inkstuose. Šios druskos gali būti sutankintos ir įgaunamos akmenų pavidalo. Tuo pačiu metu šių akmenų dydis gali skirtis nuo mikroskopinių iki gana rimtų – iki graikinio riešuto dydžio. Problema ta, kad šie akmenys gali užblokuoti kraujagysles ir kitus srautus, kurie maitina organą arba pašalina medžiagų perteklių iš inkstų.

Astronautams rizika susirgti inkstų akmenimis yra pavojingesnė, nes mikrogravitacijos sąlygomis gali sumažėti kraujo tūris organizme. Be to, daugelis astronautų negeria 2 litrų skysčių per dieną, o tai savo ruožtu galėtų užtikrinti visišką jų kūno hidrataciją ir neleisti akmenims sustingti inkstuose, pašalinant jų daleles kartu su šlapimu.

Pastebima, kad mažiausiai 14 amerikiečių astronautų beveik iš karto po kosminės misijos pabaigos atsirado inkstų akmenų problema. 1982 m. buvo užfiksuotas ūmaus skausmo atvejis sovietinės stoties „Salyut-7“įgulos nariui. Astronautas dvi dienas kentėjo stiprų skausmą, o jo bendražygis neturėjo kito pasirinkimo, kaip bejėgiškai stebėti savo kolegos kančias. Iš pradžių visi galvojo apie ūmų apendicitą, bet po kurio laiko su kosmonauto šlapimu išėjo mažas akmenukas inkstuose.

Mokslininkai labai ilgą laiką kūrė specialų stacionaraus kompiuterio dydžio ultragarsinį aparatą, galintį aptikti inkstų akmenis ir juos pašalinti naudojant garso bangų impulsus. Atrodo, kad šalia Marso esančiame laive toks dalykas tikrai gali praversti…

Plaučių liga

Nepaisant to, kad dar tiksliai nežinome, kokį neigiamą poveikį sveikatai gali sukelti kitų planetų ar asteroidų dulkės, mokslininkai vis dar žino apie kai kurias labai nemalonias pasekmes, kurios gali pasireikšti dėl mėnulio dulkių poveikio.

Labiausiai tikėtinas dulkių įkvėpimo poveikis plaučiams. Tačiau neįtikėtinai aštrios mėnulio dulkių dalelės gali rimtai pakenkti ne tik plaučiams, bet ir širdžiai, tuo pačiu sukelti aibę įvairiausių negalavimų, pradedant sunkiu organų uždegimu ir baigiant vėžiu. Pavyzdžiui, asbestas gali sukelti panašų poveikį.

Aštrios dulkių dalelės gali pakenkti ne tik vidaus organams, bet ir sukelti odos uždegimus bei įbrėžimus. Apsaugai būtina naudoti specialias daugiasluoksnes į kevlarą panašias medžiagas. Mėnulio dulkės gali lengvai pažeisti akių rageną, o tai savo ruožtu gali būti rimčiausia ekstremali situacija žmonėms kosmose.

Mokslininkai apgailestauja, kad negali sumodeliuoti Mėnulio dirvožemio ir atlikti visų testų, reikalingų Mėnulio dulkių poveikiui organizmui nustatyti, rinkinio. Vienas iš sunkumų sprendžiant šią problemą yra tas, kad Žemėje dulkių dalelės nėra vakuume ir nėra nuolatos veikiamos radiacijos. Tik papildomi dulkių tyrimai tiesiai ant paties Mėnulio paviršiaus, o ne laboratorijoje, gali suteikti mokslininkams reikiamų duomenų, reikalingų sukurti veiksmingus apsaugos nuo šių mažyčių toksiškų žudikų metodus.

Imuninės sistemos nepakankamumas

Mūsų imuninė sistema keičiasi ir reaguoja į bet kokius, net ir mažiausius, mūsų kūno pokyčius. Miego trūkumas, nepakankamas maistinių medžiagų suvartojimas ar net įprastas stresas gali susilpninti mūsų imuninę sistemą. Bet tai yra Žemėje. Imuninės sistemos pokytis kosmose ilgainiui gali virsti peršalimu arba kelti potencialų pavojų daug rimtesnių ligų išsivystymui.

Kosmose imuninių ląstelių pasiskirstymas organizme labai nesikeičia. Kur kas didesnę grėsmę sveikatai gali sukelti šių ląstelių veikimo pokyčiai. Ląstelės funkcionavimui susilpnėjus, žmogaus organizme jau nuslopinti virusai gali būti pažadinti iš naujo. Ir tai daryti praktiškai slaptai, nepasireiškiant ligos simptomams. Kai imuninės ląstelės tampa aktyvesnės, imuninė sistema per daug reaguoja į dirgiklius, sukeldama alergines reakcijas ir kitus šalutinius poveikius, tokius kaip odos bėrimai.

„Tokie dalykai kaip radiacija, mikrobai, stresas, mikrogravitacija, miego sutrikimai ir net izoliacija gali turėti įtakos įgulos narių imuninės sistemos darbui“, – sako NASA imunologas Brianas Krushinas.

„Ilgalaikės kosminės misijos padidins astronautų infekcijų, padidėjusio jautrumo ir autoimuninių problemų riziką.

Siekdama išspręsti imuninės sistemos problemas, NASA planuoja panaudoti naujus antiradiacinės apsaugos metodus, naują požiūrį į subalansuotą mitybą ir mediciną.

Radiacinės grėsmės

Dabartinis labai neįprastas ir labai užsitęsęs saulės aktyvumo trūkumas gali prisidėti prie pavojingų radiacijos lygio pokyčių kosmose. Nieko panašaus neįvyko beveik pastaruosius 100 metų.

„Nors tokie įvykiai nebūtinai yra stabdymo veiksnys ilgoms misijoms į Mėnulį, asteroidus ar net Marsą, pati galaktikos kosminė spinduliuotė yra veiksnys, galintis apriboti planuojamą šių misijų laiką“, – sako Nathanas Schwadronas iš instituto. vandenyno ir kosmoso tyrinėjimai.

Tokio poveikio pasekmės gali būti labai įvairios – nuo spindulinės ligos iki vėžio išsivystymo ar vidaus organų pažeidimo. Be to, pavojingas foninės spinduliuotės lygis sumažina erdvėlaivio antiradiacinės apsaugos efektyvumą maždaug 20 procentų.

Vos per vieną misiją į Marsą astronautas gali būti veikiamas 2/3 saugios radiacijos dozės, kurią žmogus gali patirti blogiausiu atveju per visą savo gyvenimą. Ši spinduliuotė gali sukelti DNR pokyčius ir padidinti vėžio riziką.

„Kalbant apie kumuliacinę dozę, tai tas pats, kas kas 5–6 dienas atlikti visą kūno kompiuterinę tomografiją“, – sako mokslininkė Carey Zeitlin.

Kognityvinės problemos

Imituodami buvimo kosmose būseną, mokslininkai išsiaiškino, kad stipriai įkrautų dalelių, net ir mažų dozių, poveikis laboratorinėms žiurkėms daug lėčiau reaguoja į juos supančią aplinką, todėl graužikai tampa irzlesni. Žiurkių stebėjimas taip pat parodė baltymų sudėties pokyčius jų smegenyse.

Tačiau mokslininkai greitai pastebi, kad ne visos žiurkės pasižymėjo tokiu pat poveikiu. Jei ši taisyklė galioja astronautams, tada, pasak tyrėjų, jie galėtų nustatyti biologinį žymeklį, rodantį ir numatantį ankstyvą šių efektų pasireiškimą astronautams. Galbūt šis žymeklis netgi leistų rasti būdą, kaip sumažinti neigiamą radiacijos poveikį.

Alzheimerio liga yra rimtesnė problema.

„Radiacijos lygis, prilyginamas žmonėms skrendant į Marsą, gali prisidėti prie kognityvinių problemų vystymosi ir paspartinti smegenų funkcijos pokyčius, kurie dažniausiai siejami su Alzheimerio liga“, – sako neurologė Kerry O'Banion.

„Kuo ilgiau būsite kosmose, tuo didesnė rizika susirgti šia liga.

Vienas iš guodžiančių faktų yra tai, kad mokslininkams jau pavyko ištirti vieną iš labiausiai apgailėtinų radiacijos poveikio scenarijų. Jie vienu metu laboratorines peles veikė tokiu radiacijos lygiu, kuris būtų būdingas visą misijos į Marsą laiką. Savo ruožtu žmonės, skrendantys į Marsą, per trejus skrydžio metus bus veikiami išmatuotos spinduliuotės. Mokslininkai mano, kad žmogaus organizmas gali prisitaikyti prie tokių mažų dozių.

Be to, pažymima, kad plastikai ir lengvos medžiagos gali suteikti žmonėms veiksmingesnę apsaugą nuo radiacijos nei šiuo metu naudojamas aliuminis.

Regėjimo praradimas

Kai kuriems astronautams pabuvus kosmose atsiranda rimtų regėjimo problemų. Kuo ilgiau trunka kosminė misija, tuo didesnė tokių baisių pasekmių tikimybė.

Tarp mažiausiai 300 amerikiečių astronautų, kuriems nuo 1989 m. buvo atlikta medicininė patikra, 29 procentai žmonių, kurie buvo kosmose dviejų savaičių kosminėse misijose, ir 60 procentų žmonių, kurie keletą mėnesių dirbo Tarptautinėje kosminėje stotyje, turėjo regėjimo problemų. …

Teksaso universiteto gydytojai atliko 27 astronautų, daugiau nei mėnesį išbuvusių kosmose, smegenų skenavimą. 25 procentams iš jų buvo pastebėtas vieno ar dviejų akies obuolių anteroposteriorinės ašies tūrio sumažėjimas. Šis pokytis veda į toliaregystę. Vėlgi, buvo pastebėta, kad kuo ilgiau žmogus yra erdvėje, tuo didesnė šio pokyčio tikimybė.

Mokslininkai mano, kad šį neigiamą poveikį galima paaiškinti skysčių pakilimu į galvą migracijos sąlygomis. Tokiu atveju kaukolėje pradeda kauptis smegenų skystis, pakyla intrakranijinis spaudimas. Skystis negali prasiskverbti per kaulą, todėl jis pradeda daryti spaudimą akies viduje. Tyrėjai dar nėra tikri, ar šis poveikis sumažės astronautams, atvykstantiems į kosmosą ilgiau nei šešis mėnesius. Tačiau visiškai akivaizdu, kad tai reikės išsiaiškinti iki to momento, kai žmonės bus išsiųsti į Marsą.

Jei problemą sukelia tik intrakranijinis spaudimas, vienas iš galimų sprendimų būtų sukurti dirbtinės gravitacijos sąlygas kiekvieną dieną aštuonias valandas, kol astronautai miega. Tačiau dar anksti pasakyti, ar šis metodas padės, ar ne.

„Šią problemą reikia spręsti, nes kitaip gali pasirodyti, kad tai yra pagrindinė ilgų kosminių kelionių neįmanomumo priežastis“, – sako mokslininkas Markas Shelhameris.

Nulinė gravitacija žudo smegenis

Ilgas buvimas kosmose be gravitacijos gali sukelti rimtų pokyčių smegenyse, Sibiro mokslininkai išsiaiškino ištyrę orbitoje buvusių pelių būklę.

Rezultatai leis sukurti sistemas, skirtas užkirsti kelią ir koreguoti neigiamą nesvarumo poveikį astronautų organizmui. Įdomiausi iš gautų duomenų yra susiję su dopamino sistema. Pastebėjome, kad jos pagrindinių genų ekspresija sumažėja po mėnesio orbitoje. Tai rodo, kad smegenų dopamino sistema, kuri paprastai yra atsakinga už tikslų veiksmų koordinavimą, ir apskritai - judesių kontrolei, degraduoja.

Ilgainiui toks pokytis gali sukelti į Parkinsono sindromą panašios būsenos išsivystymą. Nes jei jūsų fermento, sintezuojančio dopaminą, ekspresija sumažėja, sumažėja ir paties neuromediatoriaus lygis, o galiausiai atsiranda motorinis deficitas“, – cituoja Federalinių tyrimų centro Neurogenomikos elgesio laboratorijos mokslininko žodžius. Centras Citologijos ir genetikos institutas SB RAS, Antonas Tsybko, oficialus leidinys SB RAS "Mokslas Sibire" Taip pat žr. Pilotuojamos transporto priemonės Sojuz TMA-17M paleidimas.

Be to, mokslininkas pastebėjo kitos itin svarbios smegenų struktūros – pagumburio – pokyčius. Čia buvo rasta apoptozės (užprogramuotos ląstelinės „savižudybės“) požymių, kuriuos greičiausiai išprovokuoja mikrogravitacija. Jau pasitvirtino: tiek orbitoje, tiek Žemėje – nesvarumo būseną imituojančių eksperimentų metu – didėja neuronų apoptozė. "Tai kupina bendro medžiagų apykaitos pablogėjimo ir daug daugiau. Atsižvelgiant į tai, kad esant nulinei gravitacijai, kūnas jau yra atakuojamas, bet koks jo veikimo pasikeitimas į blogąją pusę gali turėti gana rimtų pasekmių", - aiškino C. Cibko.

Mokslininkai pažymėjo, kad, laimei, šie pokyčiai nėra mirtini, o fizinis aktyvumas visiškai neleidžia jiems atsirasti. Gyvūnų fizinis aktyvumas atstatomas per savaitę. Smegenys vėl pradeda kaupti prarastą laiką, serotonino, dopamino lygis gana greitai normalizuojasi. Per mėnesį neurodegeneracija neturi laiko atsirasti.

Paleisti peles į kosmosą ilgesniam laikui vis dar atrodo problematiška. Fizinis lavinimas – kosmonautų išsigelbėjimas. Tyrimas buvo atliktas su laboratorinėmis pelėmis, kurios atliko 30 dienų kosminę kelionę biopalydovu Bion-M1. Mokslininkai pastebi, kad pelių anatomija ir fiziologija daugeliu atžvilgių panaši į žmonių, mūsų genomai sutampa 99 proc., todėl linijinės pelės yra tinkamiausi objektai adaptacijos prie nesvarumo mechanizmams tirti. Tačiau yra didelis skirtumas: astronautai, skirtingai nei pelės, gali sąmoningai priversti save judėti, jie mankštinasi daugiau nei keturias valandas per dieną, o tai reiškia, kad jie stimuliuoja smegenų motorinius centrus ir sumažina dopamino pažeidimo riziką. sistema.

Tačiau jei orbitoje išbūnate mažiausiai dvi savaites ir neatliekate jokių specialių fizinių pratimų, grįžus į Žemę būklė pasirodo labai sunki ir reikalinga ilga reabilitacija. „Bion“yra sovietų ir rusų erdvėlaivių serija, kurią sukūrė TsSKB-Progress ir skirta biologiniams tyrimams. Per 11 skrydžių su jais buvo atlikti eksperimentai su 212 žiurkių, 12 beždžionių ir daugybe kitų gyvūnų. Palydovas Bion-M1 buvo paleistas 2013 metų balandžio 19 dieną ir po mėnesio grįžo į Žemę.

Be pelių, laive buvo ir mongolinių smiltelių, gekonų driežų, žuvų, gėlavandenių ir vynuoginių sraigių, dailidžių vabalų lervų, mikroorganizmų, dumblių, kerpių ir kai kurių aukštesnių augalų. Iki šiol Bion-M1 eksperimentas buvo baigtas. „Bion-M2“bus paleista per ateinančius metus.