Lidské tělo nebylo postaveno pro kosmické lety, s podmínkami mikrogravitace, vystavením vysoce energetickému záření a dalšími problémy. Výsledkem je, že trekking za hranice Země způsobuje mnoho fyziologických změn, které ovlivňují zdraví astronauta.
Zde je vysvětlení některých účinků na lidské zdraví způsobené vesmírným cestováním.
Proč je vesmírné cestování na lidském těle těžké?
Lidské tělo se vyvinulo po dobu milionů let, aby optimálně fungovalo v zemském prostředí, které zahrnuje jeho gravitaci, atmosférické složení a relativně nízké úrovně záření.
Podle Afshin Beheshti, ředitele Centra pro vesmírnou biomedicínu na University of Pittsburgh vystavuje lidi lidem do zcela jiného prostředí a představuje řadu fyziologických a psychologických výzev, zejména s prodlouženou expozicí.
Vzhledem k tomu, že vědci hledají nová protiopatření na ochranu cestujících s vesmírem, je zapotřebí více údajů na astronauttech s různým zdravotním zázemím a prováděním různých druhů misí, aby zmapovaly personalizované rizikové profily a strategie zmírňování, podle Chris Mason, profesor fyziologie a biofyziky na Weill Cornell Medicine v New Yorku.
Jaká jsou nebezpečí kosmického záření?
Na rozdíl od Země, kde atmosféra a planetární magnetické pole poskytují štít před kosmickým zářením, jsou astronauti vystaveni vysokoenergetickému záření prostupujícím vesmírem. To může vést k poškození DNA, zvýšení rizika rakoviny, neurodegenerativní účinky, kardiovaskulární problémy a dysregulaci imunitního systému.
Magnetosféra Země – oblast prostoru, kterému dominují planetární magnetické pole – poskytuje určité ochrany pro astronauty v misích na oběžné dráze nízké země. Ale astronauti cestující za tím – například na misích na Měsíc nebo Mars – by zažili mnohem vyšší dávky záření.
Co dělá mikrogravita?
Gravity hraje rozhodující roli při regulaci tělesných funkcí. Podle Beheshtiho jeho nepřítomnost spouští rozšířené fyziologické adaptace.
Bez gravitace se tělesné tekutiny posunou nahoru, což vede k otoku obličeje a zvýšení intrakraniálního tlaku, což může ovlivnit vidění. Nedostatek mechanického zatížení na kostech a svalech spojených s tahem směrem dolů vede ke ztrátě hustoty kostí a svalové atrofii.
Kromě toho kardiovaskulární systém podléhá zásadním změnám, včetně obtíží regulovat krevní tlak po návratu na Zemi. Prodloužená expozice podmínkám mikrogravitu také ovlivňuje vestibulární funkci – schopnost vnitřního ucha vnímat pohyb a orientaci. To může způsobit problémy s rovnováhou a koordinací.
A co psychologický stres?
Dlouhodobé vesmírné mise vyžadují, aby astronauti žili v omezeném a izolovaném prostředí s omezenou sociální interakcí a vystavením přírodním podnětům. To může podle Beheshti vést k psychologickému stresu, poruchám spánku, poklesu kognitivního výkonu a poruchám nálady.
Účinky prodloužené izolace a blízkých čtvrtí žijících mezi astronauty – během bodů na palubě kosmických stanic nebo delších budoucích misí do destinací, jako je Mars – by mohly zhoršit mezilidské konflikty, což dále ovlivnilo duševní pohodu a výkon mise.
Co se stane po návratu na Zemi?
Jak se astronauti zotavují po návratu na Zemi, záleží z velké části na trvání mise. U krátkodobých misí několika dnů na oběžné dráze nízké země se zdá, že asi 95% utrpěného biologického poškození je po návratu obráceno.
U astronautů, kteří tráví měsíce na palubě Mezinárodní vesmírné stanice nebo ISS, se zotavení jeví úměrné jejich času ve vesmíru. Mnoho fyziologických systémů se postupně vrací k normálu. Ale některé problémy přetrvávají. Jeden příklad je Neurookulární syndrom spojený s kosmickým lemem (SANS), spojené s poškozením zraku v důsledku mikrogravitativních posunů tekutin a změn intrakraniálního tlaku ovlivňujícího oči. Výzkum naznačuje, že dysfunkce v subcelulárních strukturách zvaných mitochondrie hraje roli v SANS. Někteří astronauti zažívají trvalé poškození, které mohou vyžadovat nápravné čočky.
Zbývají otázky týkající se účinků dlouhých misí hlubokého prostoru, ve kterých by astronauti zažili mnohem vyšší úroveň záření a prodloužené mikrogravitaci. Bez účinných protiopatření by mohlo být zotavení problematické. Vědci aktivně vyvíjejí protiopatření založené na mitochondriích, aby zmírnily poškození vyvolané prostorem.
Kde jsou mezery v tom, co víme?
Stále existují mezery v pochopení toho, jak kosmické lety ovlivňují lidské zdraví. O tom, jak ovlivňuje funkci plic, je známo relativně málo. I když je známo, že kosmické záření zvyšuje riziko rakoviny, urychluje stárnutí a vyvolává poškození buněk, přesné biologické mechanismy zůstávají nepolapitelné. Výzkum ukázal, že mitochondrie hrají ústřední roli ve zdravotních účicích vyvolaných kosmickém letu. Přesné mechanismy mitochondriální adaptace a dysfunkce ve vesmíru zůstávají oblastí aktivního studia.
Vědci také postrádají komplexní porozumění tomu, jak mikrogravitaci, radiační expozice a izolace ovlivňují kognitivní funkci, duševní zdraví a neuroplasticitu – schopnost mozku měnit a přizpůsobovat – před dlouhými trváními.
Co takhle mít děti ve vesmíru?
Jednou z významných znalostí je to, jak SpaceFlight ovlivňuje reprodukci člověka a vývoj plodu, podle Beheshti. Byly provedeny omezené studie o reprodukčním zdraví v prostoru, většinou zahrnující zvířata, jako jsou myši. Úplné důsledky pro lidskou plodnost, vývoj embryonálního a dlouhodobého prostoru pro přesahující generace zůstávají neznámé. To je obzvláště důležité, protože lidstvo zvažuje budoucí úsilí o kolonizaci vesmíru.
Co zjistil nedávný výzkum?
Výzkum Publikováno v roce 2024 Podrobné změny v mozku, srdci, svalech, ledvinách a kůži, imunitní regulaci a úrovni stresu a rozpadu aktivity mitochondrie mezi členy posádky, kteří se v roce 2021 zúčastnili třídenní mise SpaceX v roce 2021-první celopříjem na oběžné dráze Země.
Další studie Publikováno v roce 2024 ukázali, že astronauti častěji zažívají bolesti hlavy ve vesmíru, než bylo dříve známo. Jednalo se o 24 astronautů, kteří cestovali na palubě ISS po dobu až 26 týdnů. Všechny kromě dvou hlášených bolesti hlavy.
Studie Publikováno v roce 2023 Zjistili, že astronauti, kteří cestovali na raketoplánu ISS nebo NASA na misích, které trvaly nejméně šest měsíců, zažili expanzi mozkových komor – prostory uprostřed mozku obsahující mozkomíšskou mozkovou tekutinu. Výzkum Publikováno v roce 2022 Zdokumentovaná ztráta kosti u 17 astronautů ISS v misích v průměru asi 5-1/2 měsíců. Rok po návratu na Zemi astronauti v průměru vykazovali 2,1% sníženou hustotu minerálů v kostních minerálech holenní kosti – jednu z kostí dolních nohou – a 1,3% snížily sílu kostí. Po SpaceFlight nezotavilo devět hustotu minerálů kostí.
Publikováno – 23. února 2025 02:36
