Что должно усложнить пилотируемые миссии на Марс
Согласно недавнему исследованию, у космонавтов, которые проводят в космосе более шести месяцев, в течение двух десятилетий происходит потеря костной массы, которая может быть необратимой. Этот вывод может стать серьезной проблемой для будущих полетов экипажей на Марс.
Мы - продукт миллионов лет эволюции, сформировавшийся под воздействием постоянного механического напряжения, вызванного земной гравитацией. Именно поэтому длительное пребывание в космосе подвергает наш организм серьезному испытанию. Вестибулярная дисфункция, потеря веса, атрофия мышц или снижение количества красных кровяных телец - список известных нарушений сегодня очень велик. Мы также уже несколько лет знаем, что длительное пребывание в космосе может ослабить кости космонавтов. Исследование, опубликованное в журнале , показывает, что эта проблема вызывает больше беспокойства, чем ожидалось. Понимание и преодоление этих проблем будет иметь большое значение, если мы когда-нибудь поселимся на Луне или Марсе.
В рамках этой работы исследователи из Университета Калгари (Канада) проанализировали кости 17 космонавтов (14 мужчин и трех женщин), которые провели на борту МКС от четырех до семи месяцев. Средний возраст составил 47 лет.
Команда сосредоточилась на трех конкретных областях костей: запястьях, лодыжках и голенях. Все эти части тела были просканированы (с помощью количественной периферической томографии высокого разрешения) до пребывания в космосе и после возвращения. Затем ученые провели последующие анализы через шесть и двенадцать месяцев. Эти данные были использованы для определения содержания минералов в костной ткани и плотности костей каждого космонавта.
В результате воздействие микрогравитации в космосе на организм космонавтов привело к потере костной ткани, эквивалентной двум десятилетиям старения. Из семнадцати космонавтов шестнадцать не восстановили свою докосмическую прочность голени после одного года восстановления. Из этой выборки кости голени тех, кто провел в космосе более шести месяцев (восемь космонавтов), все еще подвергались старению, эквивалентному десятилетию. Другими словами, через год после возвращения на Землю космонавты восстановили лишь половину своего костного потенциала. Напротив, кости предплечий (спиц) космонавтов едва ослабли, вероятно, потому, что эти кости практически не имели веса.
Важность физических упражнений
Скелет состоит из двух типов костей. С одной стороны, существует компактная или кортикальная кость. Жесткая и цилиндрическая, она образует стенку длинных костей. С другой стороны, существует трабекулярная (или губчатая) кость, которая состоит из рыхлых, нерегулярных трабекул. Она составляет примерно одну пятую часть костной массы и укрепляет кортикальную кость изнутри. Когда мы теряем плотность костной ткани, часть этих "сот" утрачивается. Это снижает прочность кости и делает ее более уязвимой к переломам. Именно это произошло с космонавтами.
"Мы видели, что многие из этих связей теряются во время космического полета. И хотя по возвращении на Землю образуются новые кости, способность организма полностью заменить эти недостающие стержни крайне маловероятна", — отмечают авторы.
По мнению исследователей, тренажер ARED, который находится на борту МКС с 2009 года для тренировки сопротивления в невесомости, мог бы замедлить темпы потери костной массы. Это означает, что для уменьшения потери костной массы во время длительных полетов в космос необходимы специальные тренировочные режимы.
Сейчас ученые планируют провести повторное исследование, чтобы оценить влияние поездок продолжительностью более семи месяцев на состояние костей. Те, кто провел больше времени в космосе, потеряли больше костной ткани, поэтому можно предположить, что еще большее пребывание в космосе может привести к дальнейшей потере костной ткани. Однако исследователи хотели бы знать, может ли человеческий организм в какой-то момент достичь предела потери костной массы.