Mediese probleme wat 'n einde aan die verkenning van die ruimte kan maak

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Indien wel, stel ons voor dat jy jouself vergewis van 'n seleksie van die 20 mees waarskynlike gesondheidsprobleme wat die pioniers van die era van menslike ruimtekolonisasie sal moet trotseer (as ons dit nie voor hierdie oomblik oplos nie).

Probleme met hart

Westerse mediese navorsing en waarneming van 12 ruimtevaarders het getoon dat met langdurige blootstelling aan mikroswaartekrag die menslike hart 9,4 persent sterker sferies word, wat weer 'n verskeidenheid probleme met sy werk kan veroorsaak. Hierdie probleem kan veral dringend raak tydens lang ruimtereise, byvoorbeeld na Mars.

"Die hart in die ruimte werk op 'n ander manier as wat dit doen in die toestande van die aarde se swaartekrag, wat op sy beurt kan lei tot die verlies van spiermassa," - sê dr James Thomas van NASA.

"Dit alles sal ernstige gevolge hê nadat ons na die aarde teruggekeer het, so ons soek tans na moontlike maniere om hierdie verlies aan spiermassa te vermy of ten minste te verminder."

Kenners merk op dat die hart na sy terugkeer na die aarde sy oorspronklike vorm herwin, maar niemand weet hoe een van die belangrikste organe van ons liggaam na lang vlugte sal optree nie. Dokters is reeds bewus van gevalle waar terugkerende ruimtevaarders duiseligheid en disoriëntasie ervaar het. In sommige gevalle is daar 'n skerp verandering in bloeddruk (daar is 'n skerp afname), veral wanneer 'n persoon probeer opstaan. Daarbenewens ervaar sommige ruimtevaarders aritmieë (abnormale hartritmes) tydens missies.

Die navorsers let op die behoefte om metodes en reëls te ontwikkel wat diepruimtereisigers sal toelaat om hierdie tipe probleme te vermy. Soos opgemerk, kan sulke metodes en reëls nuttig wees nie net vir ruimtevaarders nie, maar ook vir gewone mense op aarde - diegene wat hartprobleme ervaar, sowel as diegene wat bedrus voorgeskryf word.

Op die oomblik is 'n vyfjaar-navorsingsprogram begin, waarvan die taak sal wees om die vlak van die impak van ruimte op die versnelling van die ontwikkeling van aterosklerose ('n siekte van die bloedvate) by ruimtevaarders te bepaal.

Dronkenskap en geestesversteurings

Alhoewel 'n anonieme opname wat deur NASA gedoen is, vermoedens van gereelde alkoholgebruik deur ruimtevaarders uit die weg geruim het, was daar in 2007 twee gevalle waarin eintlik dronk NASA-ruimtevaarders toegelaat is om binne die Russiese Sojoes-ruimtetuig te vlieg. Terselfdertyd is mense toegelaat om te vlieg selfs nadat die dokters wat hierdie ruimtevaarders vir die vlug voorberei het, sowel as ander lede van die sending, hul meerderes vertel het van die baie warm toestand van hul kollegas.

Volgens die destydse veiligheidsbeleid het NASA 12 uur voor oefenvlugte gepraat van’n amptelike verbod op alkoholgebruik deur ruimtevaarders. Die werking van hierdie reël is ook stilswyend aanvaar vir die duur van ruimtevlugte. Na bogenoemde voorval was NASA egter woedend oor so 'n agtelosigheid van ruimtevaarders dat die agentskap besluit het om hierdie reël met betrekking tot ruimtereise amptelik te maak.

Die voormalige ruimtevaarder Mike Mallane het eenkeer gesê dat die ruimtevaarders alkohol gedrink het voor die vlug om die liggaam te dehidreer (alkohol dehidreer), om uiteindelik die las op die blaas te verminder en skielik nie die toilet te wil gebruik ten tyde van die lansering nie.

Die sielkundige aspek het ook sy plek onder die gevare in ruimtesendings gehad. Tydens die Skylab 4-ruimtesending was ruimtevaarders so “moeg” om met die ruimtevlugbeheersentrum te kommunikeer dat hulle radiokommunikasie vir byna’n dag afgeskakel het en boodskappe van NASA geïgnoreer het. In die nasleep van hierdie voorval probeer wetenskaplikes om potensiële negatiewe sielkundige effekte te identifiseer en aan te spreek wat kan voortspruit uit meer stresvolle en lang sendings na Mars.

Gebrek aan slaap en die gebruik van slaappille

’n Tien jaar lange studie het getoon dat ruimtevaarders duidelik nie genoeg slaap kry in die laaste weke voor lansering en tydens die begin van ruimtesendings nie. Onder die respondente het drie uit vier erken dat hulle medikasie gebruik wat hulle help slaap, al kan die gebruik van sulke medikasie gevaarlik wees terwyl hulle die ruimtetuig vlieg en wanneer hulle met ander toerusting werk. Die gevaarlikste situasie in hierdie geval kan wees wanneer die ruimtevaarders dieselfde medisyne op dieselfde tyd geneem het. In hierdie geval, ten tye van 'n noodgeval wat 'n dringende oplossing vereis, kan hulle dit net oorslaap.

Ten spyte van die feit dat NASA elke ruimtevaarder opgedra het om ten minste agt en 'n half uur per dag te slaap, het die meeste van hulle elke dag net sowat ses uur rus tydens sendings geneem. Die erns van hierdie las op die liggaam is vererger deur die feit dat mense gedurende die laaste drie maande van opleiding voor die vlug minder as ses en 'n half uur daagliks geslaap het.

"Toekomstige sendings na die Maan, Mars en verder sal meer doeltreffende maatreëls vereis om slaapgebrek aan te spreek en menslike prestasie in ruimtevlug te optimaliseer," het senior navorser dr. Charles Kzeiler gesê.

"Hierdie maatreëls kan veranderinge aan die werkskedule insluit, wat uitgevoer sal word met inagneming van die blootstelling van 'n persoon aan sekere liggolwe, sowel as veranderinge in die gedragstrategie van die bemanning om gemakliker die slaaptoestand te betree, wat is noodsaaklik om gesondheid, krag en goeie bui die volgende dag te herstel. ".

Verlies van gehoor

Navorsing het getoon dat sommige ruimtevaarders sedert die dae van ruimtetuigsendings tydelike beduidende en minder beduidende gehoorverlies ervaar het. Hulle is die meeste opgemerk wanneer mense aan hoë klankfrekwensies blootgestel is. Bemanningslede van die Sowjet-ruimtestasie Salyut-7 en die Russiese Mira het ook geringe of baie beduidende gehoorverlies-effekte gehad nadat hulle na die aarde teruggekeer het. Weereens, in al hierdie gevalle was die oorsaak van gedeeltelike of volledige tydelike gehoorverlies blootstelling aan hoë klankfrekwensies.

Die bemanning van die Internasionale Ruimtestasie moet elke dag oorpluisies dra. Om geraas aan boord van die ISS te verminder, is onder andere maatreëls voorgestel om spesiale klankisolerende pakkings binne die mure van die stasie te gebruik, asook die installering van stiller waaiers.

Benewens die raserige agtergrond kan ander faktore egter gehoorverlies beïnvloed: byvoorbeeld die toestand van die atmosfeer binne die stasie, 'n toename in intrakraniale druk en 'n verhoogde vlak van koolstofdioksied binne die stasie.

In 2015 beplan NASA, met die hulp van die ISS-bemanning, om moontlike maniere te begin ondersoek om die gevolge van gehoorverlies tydens eenjarige missies te vermy. Wetenskaplikes wil sien hoe lank hierdie effekte vermy kan word en uitvind die aanvaarbare risiko verbonde aan gehoorverlies. Die sleuteltaak van die eksperiment sal wees om te bepaal hoe om gehoorverlies heeltemal te verminder, en nie net tydens 'n spesifieke ruimtesending nie.

Klippe in die niere

Een uit elke tien mense op aarde ontwikkel vroeër of later 'n niersteenprobleem. Hierdie vraag word egter baie meer akuut wanneer dit by ruimtevaarders kom, want in die ruimte begin die bene van die liggaam nuttige stowwe selfs vinniger verloor as op Aarde. Soute (kalsiumfosfaat) word binne die liggaam afgeskei, wat die bloedstroom binnedring en in die niere ophoop. Hierdie soute kan gekompakteer word en die vorm van klippe aanneem. Terselfdertyd kan die grootte van hierdie klippe wissel van mikroskopies tot redelik ernstig - tot die grootte van 'n okkerneut. Die probleem is dat hierdie klippe bloedvate en ander vloei wat die orgaan voed kan blokkeer of oortollige stowwe uit die niere kan verwyder.

Vir ruimtevaarders is die risiko om nierstene te ontwikkel gevaarliker, want onder mikroswaartekragtoestande kan die volume bloed binne die liggaam afneem. Daarbenewens drink baie ruimtevaarders nie 2 liter vloeistowwe per dag nie, wat op sy beurt volledige hidrasie van hul liggaam kan verskaf en verhoed dat klippe in die niere stagneer en hul deeltjies saam met urine verwyder.

Daar word opgemerk dat ten minste 14 Amerikaanse ruimtevaarders 'n probleem met nierstene ontwikkel het byna onmiddellik na die voltooiing van hul ruimtemissies. In 1982 is 'n geval van akute pyn aangeteken in 'n bemanningslid aan boord van die Sowjet-Salyut-7-stasie. Die ruimtevaarder het twee dae lank aan erge pyn gely, terwyl sy metgesel geen ander keuse gehad het as om hulpeloos die lyding van sy kollega dop te hou nie. Aanvanklik het almal aan akute blindedermontsteking gedink, maar na 'n rukkie het 'n klein niersteentjie saam met die ruimtevaarder se urine uitgekom.

Wetenskaplikes ontwikkel al baie lank 'n spesiale ultraklankmasjien so groot soos 'n tafelrekenaar, wat nierstene kan opspoor en dit kan verwyder met behulp van klankgolwe. Dit blyk dat so iets aan boord van die skip langs Mars beslis handig te pas kan kom …

Long siekte

Ten spyte van die feit dat ons nog nie met sekerheid weet watter negatiewe gesondheidseffekte deur stof van ander planete of asteroïdes veroorsaak kan word nie, is wetenskaplikes steeds bewus van 'n paar baie onaangename gevolge wat hulself kan manifesteer as gevolg van blootstelling aan maanstof.

Die ernstigste effek van stofinaseming sal waarskynlik op die longe wees. Ongelooflike skerp deeltjies maanstof kan egter nie net die longe nie, maar ook die hart ernstige skade aanrig, en terselfdertyd’n hele klomp verskeie kwale veroorsaak, wat wissel van erge orgaanontsteking en eindig met kanker. Asbes kan byvoorbeeld soortgelyke effekte veroorsaak.

Skerp stofdeeltjies kan nie net interne organe beskadig nie, maar ook inflammasie en skaafplekke op die vel veroorsaak. Vir beskerming is dit nodig om spesiale multi-laag Kevlar-agtige materiale te gebruik. Maanstof kan maklik die korneas van die oë beskadig, wat weer die ernstigste noodgeval vir mense in die ruimte kan wees.

Wetenskaplikes is spyt om daarop te let dat hulle nie in staat is om die maangrond te modelleer en die volledige stel toetse uit te voer wat nodig is om die uitwerking van maanstof op die liggaam te bepaal nie. Een van die probleme om hierdie probleem op te los, is dat stofdeeltjies op aarde nie in 'n vakuum is nie en nie voortdurend aan bestraling blootgestel word nie. Slegs bykomende studies van stof direk op die oppervlak van die Maan self, en nie in die laboratorium nie, kan wetenskaplikes voorsien van die nodige data om effektiewe metodes van beskerming teen hierdie piepklein giftige moordenaars te ontwikkel.

Mislukking van die immuunstelsel

Ons immuunstelsel verander en reageer op enige, selfs die kleinste, veranderinge in ons liggaam. Gebrek aan slaap, onvoldoende inname van voedingstowwe, of selfs normale stres kan alles ons immuunstelsel verswak. Maar dit is op aarde.’n Verandering in die immuunstelsel in die ruimte kan uiteindelik in’n gewone verkoue verander of’n potensiële gevaar inhou in die ontwikkeling van baie ernstiger siektes.

In die ruimte verander die verspreiding van immuunselle in die liggaam nie veel nie.’n Veel groter bedreiging vir gesondheid kan veroorsaak word deur veranderinge in die funksionering van hierdie selle. Wanneer die funksionering van die sel afneem, kan die reeds onderdrukte virusse in die menslike liggaam weer wakker gemaak word. En om dit feitlik in die geheim te doen, sonder die manifestasie van simptome van die siekte. Wanneer immuunselle meer aktief word, oorreageer die immuunstelsel op stimuli, wat allergiese reaksies en ander newe-effekte soos veluitslag veroorsaak.

“Dinge soos bestraling, kieme, stres, mikroswaartekrag, slaapversteuring en selfs isolasie kan alles die manier waarop die immuunstelsels van die bemanningslede werk, beïnvloed,” sê Brian Krushin, immunoloog van NASA.

"Langtermyn-ruimtesendings sal die risiko van infeksies, hipersensitiwiteit en outo-immuunprobleme by ruimtevaarders verhoog."

Om probleme met die immuunstelsel op te los, beplan NASA om nuwe metodes van anti-stralingbeskerming te gebruik, 'n nuwe benadering tot gebalanseerde voeding en medisyne.

Stralingsbedreigings

Die huidige baie ongewone en baie langdurige gebrek aan sonaktiwiteit kan bydra tot gevaarlike veranderinge in die vlak van bestraling in die ruimte. Niks soos hierdie het byna die afgelope 100 jaar gebeur nie.

"Terwyl sulke gebeurtenisse nie noodwendig 'n stopfaktor is vir lang sendings na die Maan, asteroïdes of selfs Mars nie, is galaktiese kosmiese bestraling self 'n faktor wat die beplande tydsberekening van hierdie sendings kan beperk," sê Nathan Schwadron van die Instituut. oseaan- en ruimteverkenning.

Die gevolge van hierdie soort blootstelling kan baie anders wees, wat wissel van bestralingsiekte en eindig met die ontwikkeling van kanker of skade aan interne organe. Boonop verminder gevaarlike vlakke van agtergrondstraling die doeltreffendheid van die ruimtetuig se teenbestralingbeskerming met sowat 20 persent.

In net een sending na Mars kan 'n ruimtevaarder blootgestel word aan 2/3 van die veilige dosis bestraling waaraan 'n persoon in die ergste geval gedurende sy hele lewe blootgestel kan word. Hierdie bestraling kan veranderinge in DNA veroorsaak en die risiko van kanker verhoog.

"Wanneer dit by kumulatiewe dosis kom, is dit dieselfde as om elke 5-6 dae 'n volledige CT-skandering van die liggaam te doen," sê die wetenskaplike Carey Zeitlin.

Kognitiewe probleme

In die simulasie van die toestand van in die ruimte, het wetenskaplikes gevind dat blootstelling aan hoogs gelaaide deeltjies, selfs in klein dosisse, laboratoriumrotte baie stadiger op hul omgewing laat reageer, en sodoende word die knaagdiere meer geïrriteerd. Waarneming van die rotte het ook 'n verandering in die samestelling van die proteïen in hul brein getoon.

Wetenskaplikes merk egter vinnig op dat nie alle rotte dieselfde effekte getoon het nie. As hierdie reël geld vir ruimtevaarders, dan kan hulle volgens die navorsers 'n biologiese merker identifiseer wat die vroeë manifestasie van hierdie effekte by ruimtevaarders aandui en voorspel. Miskien sal hierdie merker selfs toelaat om 'n manier te vind om die negatiewe effekte van blootstelling aan bestraling te verminder.

Alzheimer se siekte is 'n ernstiger probleem.

“Blootstelling aan bestralingsvlakke gelykstaande aan dié wat mense ervaar op’n vlug na Mars kan bydra tot die ontwikkeling van kognitiewe probleme en die veranderinge in breinfunksie wat meestal met Alzheimer se siekte geassosieer word, versnel,” sê neuroloog Kerry O’Banion.

"Hoe langer jy in die ruimte is, hoe groter is die risiko om die siekte te ontwikkel."

Een van die vertroostende feite is dat wetenskaplikes reeds daarin geslaag het om een van die mees ongelukkige scenario's van blootstelling aan bestraling te ondersoek. Hulle het laboratoriummuise op een slag blootgestel aan 'n vlak van bestraling wat kenmerkend sou wees van die hele tyd op 'n sending na Mars. Op hul beurt sal mense wat na Mars vlieg, gedurende die drie jaar van die vlug in 'n afgemete dosis aan bestraling blootgestel word. Wetenskaplikes glo dat die menslike liggaam by sulke klein dosisse kan aanpas.

Daarbenewens word opgemerk dat plastiek en liggewig materiale mense meer effektiewe stralingsbeskerming kan bied as wat tans gebruik word.

Verlies van sig

Sommige ruimtevaarders ontwikkel ernstige sigprobleme nadat hulle in die ruimte was. Hoe langer die ruimtesending duur, hoe groter is die kans op sulke ernstige gevolge.

Onder minstens 300 Amerikaanse ruimtevaarders wat sedert 1989 mediese keuring ondergaan het, het 29 persent van die mense wat twee weke lank in die ruimte was op ruimtesendings en 60 persent van die mense wat etlike maande aan boord van die Internasionale Ruimtestasie gewerk het, gesigprobleme gehad. …

Dokters van die Universiteit van Texas het breinskanderings gedoen van 27 ruimtevaarders wat meer as’n maand in die ruimte was. By 25 persent van hulle is 'n afname in die volume van die anteroposterior-as van een of twee oogballe waargeneem. Hierdie verandering lei tot versiendheid. Weereens is opgemerk dat hoe langer 'n persoon in die ruimte is, hoe meer waarskynlik is hierdie verandering.

Wetenskaplikes glo dat hierdie negatiewe effek verklaar kan word deur die opkoms van vloeistof na die kop in toestande van migrogravitasie. In hierdie geval begin serebrospinale vloeistof in die skedel ophoop, en intrakraniale druk styg. Vloeistof kan nie deur die been sypel nie, daarom begin dit druk aan die binnekant van die oë skep. Navorsers is nog nie seker of hierdie effek sal verminder by ruimtevaarders wat vir meer as ses maande in die ruimte aankom nie. Dit is egter duidelik dat dit nodig sal wees om uit te vind voor die oomblik dat mense na Mars gestuur word.

As die probleem slegs deur intrakraniale druk veroorsaak word, sal een van die moontlike oplossings wees om toestande van kunsmatige swaartekrag te skep, elke dag vir agt uur, terwyl die ruimtevaarders slaap. Dit is egter te vroeg om te sê of hierdie metode sal help of nie.

“Hierdie probleem moet aangespreek word, want anders kan dit blyk die hoofrede vir die onmoontlikheid van lang ruimtereise te wees,” sê wetenskaplike Mark Shelhamer.

Geen swaartekrag maak die brein dood

Lang verblyf in die ruimte in nul swaartekrag kan ernstige veranderinge in die brein veroorsaak, het Siberiese wetenskaplikes uitgevind deur die toestand van muise wat in 'n wentelbaan was, te ondersoek.

Die resultate sal dit moontlik maak om stelsels te skep om die negatiewe impak van gewigloosheid op die ruimtevaarders se organisme te voorkom en reg te stel. Die interessantste van die data wat verkry is, het betrekking op die dopamienstelsel. Ons het gesien dat die uitdrukking van sy sleutelgene na 'n maand in 'n wentelbaan afneem. Dit dui daarop dat die dopamienstelsel van die brein, wat normaalweg verantwoordelik is vir fyn koördinasie van aksies, en in die algemeen - vir die beheer van bewegings, degradeer.

Op die lang termyn kan so 'n verandering lei tot die ontwikkeling van 'n parkinson-agtige toestand. Want as jou uitdrukking van 'n ensiem wat dopamien sintetiseer afneem, daal die vlak van die neurotransmitter self ook, en uiteindelik ontwikkel 'n motoriese tekort, "- haal die woorde aan van 'n navorser by die Laboratory of Neurogenomics of Behavior by die Federal Research Sentrum Instituut vir Sitologie en Genetika SB RAS, Anton Tsybko, amptelike publikasie SB RAS "Science in Siberia" Sien ook Bekendstelling van die Soyuz TMA-17M bemande vervoervoertuig.

Daarbenewens het die wetenskaplike veranderinge in 'n ander uiters belangrike breinstruktuur opgemerk - die hipotalamus. Hier is tekens van apoptose (geprogrammeerde sellulêre "selfmoord") gevind, wat heel waarskynlik deur mikroswaartekrag uitgelok word. Dit is reeds bevestig: beide in 'n wentelbaan en op Aarde - in eksperimente wat die toestand van gewigloosheid simuleer - neem apoptose van neurone toe. "Dit is belaai met 'n algemene verswakking van metabolisme en nog baie meer. As in ag geneem word dat in nul swaartekrag die liggaam reeds aangeval word, kan enige verandering in sy funksionering vir die erger nogal ernstige gevolge hê," het Tsybko verduidelik.

Wetenskaplikes het opgemerk dat hierdie veranderinge gelukkig nie dodelik is nie, en fisieke aktiwiteit verhoed dit heeltemal om te voorkom. By diere word fisieke aktiwiteit binne 'n week herstel. Die brein begin weer verlore tyd ophoop, die vlak van serotonien, dopamien keer redelik vinnig terug na normaal. Binne 'n maand het neurodegenerasie nie tyd om te voorkom nie.

Om muise vir 'n langer tyd in die ruimte te lanseer, lyk steeds problematies. Liggaamlike opvoeding is 'n redding vir ruimtevaarders Die studie is uitgevoer op laboratoriummuise wat 'n 30 dae lange ruimtereis op die Bion-M1 biosatelliet gemaak het. Wetenskaplikes merk op dat die anatomie en fisiologie van muise in baie opsigte soortgelyk is aan mense, ons genome val met 99% saam, so lineêre muise is die mees geskikte voorwerpe om die meganismes van aanpassing by gewigloosheid te bestudeer. Daar is egter 'n beduidende verskil: ruimtevaarders, anders as muise, is in staat om hulself bewustelik te dwing om te beweeg, hulle oefen meer as vier uur per dag, wat beteken dat hulle die motoriese sentrums in die brein stimuleer en die risiko van skade aan die dopamien verminder. stelsel.

As jy egter vir ten minste twee weke in 'n wentelbaan bly en geen spesiale fisiese oefeninge uitvoer nie, dan blyk die toestand baie moeilik te wees by terugkeer na die aarde en 'n lang rehabilitasie is nodig. "Bion" is 'n reeks Sowjet- en Russiese ruimtetuie wat deur TsSKB-Progress ontwikkel is en bedoel is vir biologiese navorsing. Vir 11 vlugte is eksperimente op hulle uitgevoer met 212 rotte, 12 ape en 'n aantal ander diere. Die Bion-M1-satelliet is op 19 April 2013 gelanseer en het 'n maand later na die aarde teruggekeer.

Benewens muise was daar Mongoolse gerbils, gekko-akkedisse, visse, varswater- en druiweslakke, timmerkewerlarwes, mikroörganismes, alge, ligene en 'n paar hoër plante aan boord. Tot op hede is die Bion-M1-eksperiment voltooi. Bion-M2 word in die komende jare bekendgestel.