Neverjetne posledice na telo, po več kot letu dni preživetih v vesolju

Rekord za posamezno potovanje v vesolje trenutno znaša 371 dni, vendar daljša obdobja v orbiti spremenijo telo astronavtov na nekaj presenetljivih načinov, spremenijo njihove mišice, možgane in celo njihove črevesne bakterije, poroča BBC. Razlika obstaja tudi med ženskami in moškimi.

Nasin astronavt Frank Rubio je 371 dni preživel v vesolju, njegov odhod z Mednarodne vesoljske postaje (ISS) in vrnitev na Zemljo pa sta pomenila konec najdaljšega posameznega vesoljskega poleta Američana doslej. V tem času je imel astronavt skupaj s svojimi člani posadke 5.963 obhodov okoli Zemlje in potoval 157,4 milijona milj (253,3 milijona km).

Kljub temu mu je še vedno manjkala približno dva meseca do rekorda za najdaljši človeški vesoljski polet – ruski kozmonavt Valeri Poljakov je sredi 90. let prejšnjega stoletja na krovu vesoljske postaje Mir preživel 437 dni. Čas, ki ga je Rubio preživel v okolju z nizko gravitacijo ISS, pa je močno vplival tudi na njegovo telo, zato so ga morale ekipe za reševanje dvigniti iz kapsule. Hkrati je prvi astronavt, ki je sodeloval v študiji, ki preučuje, kako lahko vadba z omejeno opremo v telovadnici vpliva na človeško telo.

Od mišic, kože do rasti in DNK sprememb

Brez stalnega vlečenja gravitacije na okončinah se mišična in kostna masa hitro začne zmanjševati. Najbolj prizadete so tiste mišice, ki nam pomagajo ohranjati držo  v hrbtu, vratu, mečih in kvadricepsih. V mikrogravitaciji jim namreč ni treba več delati tako močno in začnejo atrofirati. Že po dveh tednih lahko mišična masa upade za kar 20 %, na daljših misijah od treh do šestih mesecev pa tudi do 30 %.

Ker astronavti svojih okostij ne izpostavljajo tolikšni mehanski obremenitvi kot pod vplivom Zemljine gravitacije se podobno začnejo njihove kosti demineralizirati in izgubljati trdnost. Astronavti lahko izgubijo 1-2 % svoje kostne mase vsak mesec, ki ga preživijo v vesolju, in do 10 % v obdobju šestih mesecev, kar lahko poveča njihovo tveganje za zlome in podaljša čas, potreben za celjenje.

Da bi se temu izognili, v orbiti na ISS opravijo 2,5 ure na dan vadbo in intenziven trening. To vključuje serijo počepov, mrtvih dvigov, vrst in stiskalnic na klopi z uporabo naprave za vadbo z uporom, ki je nameščena v telovadnici ISS, poleg rednih vadb, pripetih na tekalni stezi in na sobnem kolesu. Jemljejo tudi prehranska dopolnila , ki jim pomagajo ohranjati čim bolj zdrave kosti. Pomanjkanje gravitacije, ki vleče njihova telesa navzdol, lahko pomeni tudi, da astronavti med bivanjem na ISS nekoliko zrastejo, saj se njihove hrbtenice rahlo podaljšajo . To lahko povzroči težave, kot so bolečine v hrbtu med bivanjem v vesolju in zdrs diskov, ko se vrnete na Zemljo.

Ohranjanje zdrave teže v orbiti je izziv

Čeprav teža v orbiti pomeni zelo malo, saj gre za okolje mikrogravitacije, kar pomeni, da lahko vse, kar ni privezano, prosto lebdi, je tudi ohranjanje zdrave teže v orbiti izziv. Kelly je potem, ko je ostal na krovu ISS 340 dni in kljub pestri paleti hranljivih živil, ki jih imajo astronavti s seboj, izgubil 7 odstotkov svoje telesne mase, v primerjavi s svojim bratom dvojčkom, ki je ta čas preživel na Zemlji.

Vesolje vpliva tudi na našo kri. Na Zemlji gravitacija pomaga siliti kri v naših telesih navzdol, medtem ko jo srce znova črpa. V vesolju pa postane ta proces nekoliko zmeden in krvi se lahko v glavi nabere več, kot bi se običajno. Nekaj ​​te tekočine se lahko zbere na zadnji strani očesa in okoli vidnega živca, kar povzroči edem in lahko vodi v spremembe v vidu. Te se v običajno stanje povrnejo v približno enem letu po vrnitvi astronavtov na Zemljo, druge pa so lahko trajne. Izpostavljenost galaktičnim kozmičnim žarkom in energičnim sončnim delcem lahko povzroči tudi druge težave z očmi. Astronavti na krovu ISS so poročali, da so v svojih očeh videli bliskavice svetlobe, ko kozmični žarki in sončni delci zadenejo njihovo mrežnico in optične živce.

Spremembe v strukturi možganov

Dolgotrajne vesoljske misije lahko povzročijo spremembe v strukturi možganov. Votline v možganih lahko nabreknejo in trajajo do tri leta, da se skrčijo nazaj na normalno velikost. Kot je pokazal primer ruskega kozmonavta iz leta 2014, se v vesolju spremenijo tudi ravni nevronske povezanosti v delih možganov, povezanih z motorično funkcijo oz. gibanjem in tudi v vestibularnem sistemu, ki ima pomembno vlogo pri orientaciji, ravnotežju in zaznavanju našega lastnega gibanja.

Za naše dobro zdravje je pomembna tudi sestava in raznolikost mikroorganizmov, ki živijo v in na naših telesih. Ta mikrobiota lahko vpliva na to, kako prebavljamo hrano, vpliva na stopnje vnetja v našem telesu in celo spremeni način delovanja naših možganov. Raziskovalci, ki so pregledovali Kellyja so ugotovili, da so se bakterije in glivice, ki živijo v njegovem črevesju, močno spremenile v primerjavi s tistimi, preden je poletel v vesolje.

To morda ni povsem presenetljivo, glede na zelo drugačno hrano, ki jo je jedel, in spremembo ljudi, s katerimi je preživljal dneve, saj jih veliko dobimo tudi od ljudi s katerimi živimo. Ne gre zanemariti niti izpostavljenosti sevanju in uporabi reciklirane vode, skupaj s spremembami v njegovi telesni dejavnosti.

Vplivi vesolja na človeško DNK

Ena najpomembnejših ugotovitev Kellyjevega dolgotrajnega potovanja v vesolje so bili učinki, ki jih je imelo na njegovo DNK. Na koncu vsake verige DNK so strukture, znane kot telomeri, za katere se domneva, da pomagajo zaščititi naše gene pred poškodbami. Ko se staramo, se ti krajšajo, vendar je raziskava o Kellyju in drugih astronavtih pokazala, da potovanje v vesolje spreminja dolžino teh telomerov. »Prav tako je bilo nepričakovano, da se je dolžina telomer ob vrnitvi na Zemljo hitro skrajšala za vse člane posadke . Posebej pomembno za dolgoročno zdravje in proces staranja je, da so imeli astronavti na splošno po vesoljskih poletih veliko več kratkih telomerov kot prej,« je dejala Susan Bailey, profesorica okoljskega in radiološkega zdravja na univerzi Colorado State, ki je bila del ekipe, ki je preučevala Kellyja in njegovega brata.

Astronavti, ki so v orbiti dolgotrajno izpostavljeni, kažejo znake poškodbe DNK, a se je večina teh sprememb normalizirala v šestih mesecih po njegovi vrnitvi na Zemljo. Prav tako so ugotovili, da ima koža astronavta povečano občutljivost in izpuščaj približno šest dni po vrnitvi z vesoljske postaje.

Zadnja raziskava

Da prihaja do razlik med načinom, kako se imunski sistem astronavtov in astronavtk odziva na vesoljske polete je pokazala študija iz prejšnjega meseca. Z uporabo podatkov o izražanju genov iz vzorcev, pridobljenih od posadke misije SpaceX Inspiration 4, ki je jeseni 2021 v orbiti preživela slabe tri dni, je identificiral spremembe v 18 beljakovinah, povezanih z imunskim sistemom, staranjem in rastjo mišic.

Odkrili so izražanje treh proteinov, ki igrajo pomembno vlogo pri vnetju v primerjavi s stanjem pred poletom. Moški so bili bolj občutljivi na vesoljske polete, z več motnjami v njihovi genski aktivnosti in potrebovali so več časa, da so se po vrnitvi na Zemljo vrnili v normalno stanje. Genska aktivnost dveh proteinov, znanih kot interlevkin-6, ki pomaga nadzorovati ravni vnetja v telesu, in interlevkin-8, ki se proizvaja za usmerjanje imunskih celic na mesta okužbe, bolj prizadeta pri moški v primerjavi z ženskami.

Drug protein, imenovan firbrinogen, ki sodeluje pri strjevanju krvi, je bil prav tako bolj prizadet pri moških astronavtih. Pred raziskovalci je sicer še kar nekaj neznank o tem zakaj se zdi, da so ženske manj občutljive na posebne učinke vesoljskih poletov, vendar je to lahko povezano z njihovim odzivom na stres.