Истражување на вселената: Како една година во вселената го менува човечкото тело

Долгите периоди поминати во вселената оставаат свој белег на телото на астронаутот.

Астронаутот на НАСА Френк Рубио штотуку се врати од рекордните 371 ден во вселената на Меѓународната вселенска станица, а патувањето можеби му ги променило неговите мускули, мозокот, па дури и бактериите што живеат во цревата.

По неколку поздрави, кратка фотосесија и мавтање, астронаутот Рубио се прости од колекцијата модули и соларни панели со големина на фудбалски стадион, која беше негов дом повеќе од една година.

Неговото заминување од Меѓународната вселенска станица и враќање на Земјата го означува крајот на најдолгиот соло вселенски лет на еден Американец досега.

Времето што го помина во орбитата го собори претходниот американски рекорд од 355 дена, а беше продолжено во март откако беше откриено дека од вселенското летало што тој и остатокот од екипажот требаше да го користат за да се вратат дома истекува течност за ладење.

Дополнителните месеци поминати во вселената му овозможија на Рубио да собере вкупно 5.963 вртежи околу Земјата и да помине 253,3 милиони километри.

Сепак, му недостасуваат уште околу два месеци за да го собори апсолутниот рекорд – рускиот космонаут Валериј Полјаков помина 437 дена на вселенската станица Мир во средината на 1990-тите.

Со голема насмевка на лицето, Рубио беше избркан од вселенското летало Сојуз МЦ-23 откако безбедно слета на Земјата во облак од прашина во близина на казахстанскиот степски град Жесказган.

Да се ​​биде во средина со ниска гравитација на Меѓународната вселенска станица толку долго мора да го нанесе данокот на неговото тело, бидејќи спасувачките тимови мораа да го кренат од капсулата.

Продолжениот престој во вселената ќе обезбеди корисни сознанија за тоа како луѓето се справуваат со долгите периоди на вселенски летови и како најдобро да се борат со проблемите што може да се појават.

Погледнете го видеото: „ Добро е повторно да се биде дома “

Рубио е првиот астронаут кој учествува во студија за тоа како вежбањето со соголена опрема за теретана може да влијае на човечкото тело.

Тоа е информација која ќе се покаже како клучна бидејќи луѓето сега сакаат да испратат екипаж во вселенското истражување многу подалеку во Сончевиот систем.

Враќањето од Марс, на пример, се очекува да трае 1.100 дена (нешто повеќе од три години), според сегашните планови.

Вселенското летало со кое луѓето ќе патуваат ќе биде многу помало од Меѓународната вселенска станица, што значи дека ќе биде потребна помала, полесна опрема за вежбање.

Но, одржувањето на формата настрана – што точно му прави вселенскиот лет на човечкото тело?

Без силата на гравитацијата која врши постојан притисок, нашите екстремитети, мускули и коскената маса полека почнуваат да се намалуваат во вселената.

Најпогодени се мускулите кои помагаат во одржувањето на нашето држење на грбот, вратот, телињата и квадрицепсите – во микрогравитацијата тие не мора да работат ни приближно толку напорно и така почнуваат да атрофираат.

По само два месеци, мускулната маса може да се намали за дури 20 проценти, а на подолги мисии кои траат од три до шест месеци, може да се намали и до 30 проценти.

Слично на тоа, бидејќи астронаутите не ги изложуваат своите скелети на толку многу механички стрес како што тоа го прават под гравитацијата на Земјата, нивните коски исто така почнуваат да се деминерализираат и губат сила.

Астронаутите губат еден до два проценти од нивната коскена маса секој месец што го поминуваат во вселената, и до 10 проценти во секој шестмесечен период (на Земјата, постарите мажи и жени губат коскена маса со стапка од 0,5-1 проценти секоја година). .

Ова може да го зголеми ризикот од фрактура и да го зголеми времето потребно за заздравување.

Може да потрае и до четири години за нивната коскена маса да се врати во нормала по враќањето на Земјата.

За да се борат против ова, астронаутите мора да прават 2,5 часа вежбање и интензивен тренинг секој ден додека се во орбитата на Меѓународната вселенска станица.

Тие вклучуваат комплети сквотови, мртви кревања, наклонети редови и притискање на клупи со помош на машини за вежбање инсталирани во „теретана“ на Меѓународната вселенска станица, заедно со редовни сетови на неблагодарна работа или велосипед за вежбање.

Тие исто така земаат додатоци во исхраната кои им помагаат на нивните коски да останат што е можно поздрави.

Меѓутоа, една неодамнешна студија покажа дека дури и овој режим на вежбање не е доволен за да се спречи губење на мускулната функција и големина.

Таа препорача да се тестира дали поголемата тежина во вежбите со отпор и тренинзите со висок интензитет би можеле да помогнат да се спречи тоа губење на мускулите.

Отсуството на гравитацијата што ги повлекува нивните тела надолу може да значи и дека астронаутите откриваат дека тие стануваат малку повисоки за време на нивното време на Меѓународната вселенска станица бидејќи нивните рбети малку се издолжуваат.

Ова може да доведе до проблеми со болки во грбот додека сте во вселената и испакнати дискови откако ќе се вратат на Земјата.

За време на брифингот на Меѓународната вселенска станица пред да се врати на Земјата, самиот Рубио изјави дека неговиот рбет расте и дека тоа би можело да му помогне да ја избегне честата повреда на вратот што ја доживуваат астронаутите кога нивното вселенско летало удира во земјата, ако се обидат да го извртуваат вратот. седиштата да видат што се случува.

„Мислам дека ‘рбетот ми се издолжи доволно за да се вклопи во перфорацијата на седиштето, така што нема да се движам многу“, рече тој.

Губење на тежина

Иако тежината значи многу малку додека е во орбитата – микрогравитациската средина значи дека сè што не е врзано може слободно да лебди околу просторот на Меѓународната вселенска станица, вклучувајќи ги и човечките тела – одржувањето здрава тежина е предизвик додека е во орбитата.

Иако НАСА се стреми да обезбеди астронаутите да имаат што е можно повеќе разновидни нутритивни диети, неодамна неколку листови зелена салата одгледувани на самата вселенска станица, сепак може да има штета на телото на астронаутот.

Скот Кели, астронаутот на НАСА кој учествуваше во најскапата студија за ефектите од долготрајните вселенски летови откако остана на Меѓународната вселенска станица 340 дена додека неговиот брат близнак остана дома на Земјата, изгуби 7 отсто од својата телесна маса додека беше во орбитата. .

Истражувачите кои го проучувале Скот Кели по неговото патување до Меѓународната вселенска станица откриле дека бактериите и габите кои живеат во неговите црева фундаментално се промениле во споредба со периодот пред да полета во вселената.

Видот

На Земјата, гравитацијата и помага на крвта во нашите тела да се движи надолу, додека срцето ја враќа назад.

Во вселената, сепак, овој процес се меша (иако телото донекаде се прилагодува) и крвта може да се акумулира во главата повеќе отколку што вообичаено би се акумулирало.

Дел од таа течност може да се собере зад окото и околу оптичкиот нерв, предизвикувајќи едем.

Исто така, може да доведе до промени на видот како што се намалена острина и структурни промени на самото око.

Овие промени може да почнат да се случуваат по само две недели во вселената, но како што поминува времето, тој ризик се зголемува.

Некои од видот се менуваат обратно во рок од една година по враќањето на астронаутите на Земјата, но други може да бидат трајни.

Изложеноста на галактичките космички зраци и енергичните соларни честички може да доведе и до други проблеми со очите.

Атмосферата на Земјата ни помага да се заштитиме од нив, но штом сте во орбитата на Меѓународната вселенска станица, таа заштита исчезнува.

И додека вселенските летала можеби имаат штитови за да нè заштитат од вишокот на радијација, астронаутите на Меѓународната вселенска станица објавија дека виделе блесоци на светлина во нивните очи додека космичките зраци и соларните честички ги погодуваат нивните мрежници и оптичките нерви.

Нервно поместување

По неговиот долг престој на Меѓународната вселенска станица, сепак, беше откриено дека когнитивните перформанси на Кели се промениле многу малку и останале релативно исти како оние на неговите браќа на Земјата.

Сепак, истражувачите забележаа дека брзината и точноста на когнитивните перформанси на Кели се зголемија околу шест месеци по неговото слетување, веројатно бидејќи неговиот мозок повторно се приспособи на гравитацијата на Земјата и неговиот многу различен начин на живот дома.

Студијата на руски космонаут кој поминал 169 дена на Меѓународната вселенска станица во 2014 година, исто така, покажа дека некои промени се случуваат во самиот мозок додека е во орбитата.

Откри дека има промени во нивоата на нервната поврзаност во делови од мозокот поврзани со моторната функција – со други зборови, движењето – и исто така во вестибуларниот кортекс, кој игра важна улога во ориентацијата, рамнотежата и перцепцијата на нашето движење.

Ова можеби не е изненадувачки, со оглед на необичната природа на бестежинската состојба во вселената; астронаутите често мора да научат како да се движат ефикасно без гравитацијата да ги закотвува на било што и да се прилагодат на свет каде што нема горе-долу.

Една понова студија покрена загриженост за други промени во структурата на мозокот што може да се појават за време на долготрајните вселенски мисии.

Шуплините во мозокот познати како десната латерална и трета комора (одговорни за складирање на цереброспиналната течност, обезбедување хранливи материи за мозокот и отстранување на отпадот) може да отечат и да бидат потребни до три години за да се вратат во нормална големина.

Добри бактерии

Од истражувањата во последните години е јасно дека важен клуч за добро здравје е составот и разновидноста на микроорганизмите кои живеат на и во нашите тела.

Оваа микробиота може да влијае на начинот на кој ја вариме храната, да влијае на нивото на воспаление во нашите тела, па дури и да го промени начинот на кој функционира нашиот мозок.

Истражувачите кои го проучувале Кели по неговото патување до Меѓународната вселенска станица откриле дека бактериите и габите кои живеат во неговото црево значително се промениле во споредба со периодот пред да полета во вселената.

Тоа можеби не е премногу изненадувачки, со оглед на многу различната храна што ја јадеше и промените во луѓето со кои ги минуваше деновите (собираме застрашувачка количина на цревни и орални микроорганизми од луѓето со кои живееме).

Но, изложеноста на радијација и употребата на рециклирана вода, заедно со промените во неговата физичка активност, можеби одиграле улога.

Кожа

Иако досега има пет астронаути на НАСА кои поминале повеќе од 300 дена во орбитата, можеме уште еднаш да му се заблагодариме на Кели за неговиот увид во тоа како неговата кожа се однесувала додека бил во орбитата.

Се испостави дека неговата кожа станала почувствителна и добила осип околу шест дена по враќањето од вселенската станица.

Истражувачите шпекулираа дека отсуството на стимулација на кожата за време на мисијата можеби придонело за неговиот проблем со кожата.

Гените

Едно од најзначајните наоди од продолженото вселенско патување на Кели беа ефектите што ги имаше врз неговата ДНК.

На крајот на секоја нишка на ДНК се структури познати како теломери, за кои се верува дека ги штитат нашите гени од оштетување.

Како што старееме, тие се скратуваат, но истражувањето на Кели и другите астронаути покажа дека се чини дека патувањето во вселената ја менува должината на тие теломери.

„Највпечатливо, сепак, беше откривањето на значително подолги теломери за време на самиот вселенски лет“, вели Сузан Бејли, професорка по здравје на животната средина и радиологија на Државниот универзитет во Колорадо, која беше дел од тимот што ги проучуваше Кели и неговиот брат.

Таа направи одделни студии за 10 други неповрзани астронаути кои учествуваа во пократки мисии од околу шест месеци.

„Исто така, неочекувано беше што должината на теломерите брзо се намали по враќањето на Земјата кај сите членови на екипажот.

Од особена важност за долгорочното здравје и траекториите за стареење, астронаутите генерално имаа многу повеќе кратки теломери по вселенскиот лет отколку порано.

Зошто токму она што се случува , научниците сè уште се обидуваат да откријат, вели таа.

„Имаме некои индиции, но повеќе долгорочни членови на екипажот – како Рубио, кој помина една година во вселената – ќе бидат критични за карактеризирање и разбирање на оваа реакција и нејзините потенцијални здравствени исходи. „

Една можна причина е изложеноста на сложена мешавина на радијација додека сте во вселената.

Астронаутите кои доживуваат долгорочна изложеност додека се во орбитата покажуваат знаци на оштетување на ДНК, вели таа.

Имаше и некои промени во генската експресија – механизмот што ја чита ДНК за да создава протеини во клетките – забележани кај Кели, што може да биде поврзано со неговото патување во вселената.

Некои од нив беа поврзани со одговорот на телото на оштетување на ДНК, формирање на коски и одговор на имунолошкиот систем на стрес.

Сепак, повеќето од овие промени се вратија во нормала во рок од шест месеци од неговото враќање на Земјата.

Имунолошки систем

Кели прими неколку вакцини пред, за време и по вселенското патување и се чинеше дека неговиот имунолошки систем реагира нормално.

Но, истражувањето на Сара Бејли покажа дека астронаутите навистина доживуваат одредени опаѓања во бројот на белите крвни зрнца што се во согласност со дозите на зрачење што ги примиле додека биле во орбитата.

Сепак, сè уште има многу прашања на кои треба да се одговори за тоа какво влијание би можело да има вселенското патување врз двоножните видови со големи мозоци кои еволуирале за да живеат на Земјата.

Додека Рубио се опоравува од 371 ден поминат во вселената, истражувачите без сомнение внимателно ќе ги разгледаат неговите медицински тестови, примероци од крв и скенирања за да видат што друго можат да научат.