Sadržaj
Mikrogravitacija slabi i kosti i mišiće. Učinci su međusobno povezani, jer slabljenje mišića ubrzava slabljenje kostiju. To može ostaviti astronaute s dugoročnim gubitkom mišića i kostiju. Razumijevanje - i nadam se boriti - učinaka mikrogravitacije na kosti i mišiće astronauta predstavlja kritični izazov za svemirska putovanja.
Snaga mišića
Mikrogravitacija oslabljuje mišiće na nekoliko načina, što je istraženo u studiji iz 2003. na Sveučilištu u Udinama u Italiji. Nakon oko 240 dana u svemiru, astronauti opšta snaga opadaju na oko 70 posto njihove početne snage. Ljudski mišići imaju dvije vrste mišićnih vlakana, na koja djeluju malo drugačije, iako oba slabe. Vlakna koja sporo uskaču slabe otprilike istom brzinom kao i ukupna snaga. Međutim, mišićna vlakna koja se brzo trzaju atrofiraju još brže i nakon otprilike šest mjeseci imaju oko 45 posto početne snage. To ostavlja mišiće astronauta izrazito oslabljenim. Zanimljivo je da se čini da se gubitak mišića najčešće radikalno događa u gornjem dijelu tijela, dok gubitak kostiju ima tendenciju da uzrokuje najozbiljnije posljedice u donjem dijelu tijela.
Gubitak kostiju
Mikrogravitacija uzrokuje osteopeniju, gubitak koštane gustoće, stanje povezano s osteoporozom. U stvari, prema dr. Jayu Shapirou, vođi tima za studije kostiju na Nacionalnom svemirskom biomedicinskom istraživačkom institutu, "veličina ovog (problema) navela je NASA da smatra gubitak kostiju svojstvenim rizikom od daljnjih svemirskih letova." Glavna komponenta ovog problema proizlazi iz aktivnosti na staničnoj razini. U normalnim uvjetima skup stanica zvanih osteoklasti razdvajaju kosti, dok osteoblasti druge vrste koštanih stanica istovremeno stvaraju i novu kost. Međutim, osteoblasti reagiraju na stres, gradeći kosti tamo gdje ih tijelo pritiska. U svemiru kosti osjećaju vrlo malo stresa, jer gravitacija ne vuče kosti i oslabljeni mišići stavljaju manje stresa na kosti. To uzrokuje da proces uništavanja stare kosti i izgradnju nove kosti propadne sinkronizirano, što rezultira oslabljenim kostima. No čini se da i drugi čimbenici doprinose problemu. Na primjer, tijelo ima tendenciju stvaranja nepravilnih kolagenih vlakana u mikrogravitaciji, što doprinosi opadanju zdravlja kostiju.
Simptomi mikrogravitacije
Na kliničkoj razini, ove promjene kostiju i mišića uzrokuju mnoge probleme astronautima. Gubitak kostiju najizraženiji je u donjoj polovici tijela, gdje astronauti mogu izgubiti 1 do 2 posto svoje koštane mase mjesečno, mada se čini da se smanjuje na oko 20 posto gubitka kostiju u najduljim svemirskim letovima. Slabljenje kostiju i mišića u konačnici nalikuje učincima produljenog razdoblja mirovanja u krevetu. Astronauti trebaju vrijeme da svoje mišiće ponovno prilagode gravitaciji Zemlje. Povrh toga, kalcij se nakuplja u krvi dok kosti gube masu. To potiče bubrežne kamence kod astronauta.
Suzbijanje zdravstvenih problema
NASA ima na raspolaganju nekoliko metoda za borbu protiv ovih stanja. Prvo, vježbanje u prostoru pomaže smanjiti gubitak kostiju i slabost mišića. Dodavanje vježbi "eksplozivnog" tipa s naglim pokretima može još više povećati korist od vježbanja u sprečavanju najgorih učinaka mikrogravitacije. Slično tome, vježbanje u centrifugi može dodatno smanjiti dugoročne učinke mikrogravitacije i pomoći u jačanju mišića srca. Uz to, promjene u prehrani astronauta pokazale su obećavajuće u smanjenju učinaka mikrogravitacije na kosti i mišiće. I na kraju, NASA je počela eksperimentirati s lijekovima za borbu protiv gubitka kostiju. Konkretno, NASA je počela izdavati astronautima bisfosfonat, lijek koji se koristi za liječenje i sprečavanje osteoporoze na Zemlji. Znanstvenici se nadaju da bi razumijevanje mikrogravitacijskog gubitka kosti moglo dovesti do boljeg liječenja ljudi na zemlji s poremećajima kostiju, poput osteoporoze.