Derin uzay araştırmalarına son verebilecek tıbbi problemler

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Eğer öyleyse, o zaman insan uzay kolonizasyonu çağının öncülerinin yüzleşmek zorunda kalacağı en olası 20 sağlık probleminden bir seçkiye aşina olmanızı öneririz (eğer onları bu andan önce çözmezsek).

Kalp ile ilgili sorunlar

Batılı tıbbi araştırmalar ve 12 astronotun gözlemi, mikro yerçekimine uzun süre maruz kaldığında, insan kalbinin yüzde 9.4 daha güçlü hale geldiğini ve bunun da çalışmasında çeşitli sorunlara neden olabileceğini gösterdi. Bu sorun, örneğin Mars'a uzun uzay yolculukları sırasında özellikle acil hale gelebilir.

NASA'dan Dr. James Thomas, "Uzaydaki kalp, Dünya'nın yerçekimi koşullarında olduğundan farklı bir şekilde çalışır ve bu da kas kütlesi kaybına yol açabilir" diyor.

"Tüm bunların Dünya'ya döndükten sonra ciddi sonuçları olacak, bu yüzden şu anda bu kas kütlesi kaybını önlemenin veya en azından azaltmanın olası yollarını arıyoruz."

Uzmanlar, Dünya'ya döndükten sonra kalbin orijinal şeklini geri kazandığını, ancak vücudumuzun en önemli organlarından birinin uzun uçuşlardan sonra nasıl davranacağını kimse bilemediğini belirtiyor. Doktorlar, dönen astronotların baş dönmesi ve oryantasyon bozukluğu yaşadığı vakaların zaten farkındalar. Bazı durumlarda, özellikle bir kişi ayağa kalkmaya çalışırken, kan basıncında keskin bir değişiklik olur (keskin bir düşüş vardır). Ek olarak, bazı astronotlar, görevler sırasında aritmiler (anormal kalp ritimleri) yaşarlar.

Araştırmacılar, derin uzay yolcularının bu tür sorunlardan kaçınmasını sağlayacak yöntem ve kurallar geliştirme ihtiyacına dikkat çekiyor. Belirtildiği gibi, bu tür yöntemler ve kurallar sadece astronotlar için değil, aynı zamanda Dünya'daki sıradan insanlar için - kalp problemleri yaşayanlar ve ayrıca yatak istirahati verilenler için de faydalı olabilir.

Şu anda, görevi astronotlarda ateroskleroz (kan damarlarının bir hastalığı) gelişiminin hızlanması üzerindeki uzay etkisinin seviyesini belirlemek olacak olan beş yıllık bir araştırma programı başlamıştır.

Sarhoşluk ve zihinsel bozukluklar

NASA tarafından yürütülen anonim bir anket, astronotların sık sık alkol tükettiği şüphelerini ortadan kaldırsa da, 2007'de, gerçekten sarhoş NASA astronotlarının Rus Soyuz uzay aracının içinde uçmalarına izin verilen iki vaka vardı. Aynı zamanda, bu astronotları uçuşa hazırlayan doktorların yanı sıra görevin diğer üyeleri, meslektaşlarının çok sıcak durumunu üstlerine anlattıktan sonra bile insanların uçmasına izin verildi.

Zamanın güvenlik politikasına göre NASA, eğitim uçuşlarından 12 saat önce astronotların alkol tüketimini resmi olarak yasakladığından söz etti. Bu kuralın işleyişi, uzay uçuşları süresince de zımnen varsayılmıştır. Ancak, yukarıdaki olaydan sonra NASA, astronotların bu kadar dikkatsizliği karşısında çileden çıktı ve ajans, uzay yolculuğu ile ilgili bu kuralı resmileştirmeye karar verdi.

Eski astronot Mike Mallane bir keresinde, astronotların uçuştan önce vücudu kurutmak için alkol içtiklerini (alkol dehidratları), nihayetinde mesane üzerindeki yükü azaltmak ve fırlatma sırasında aniden tuvaleti kullanmak istemediklerini söyledi.

Psikolojik yönü de uzay görevlerindeki tehlikeler arasında yerini aldı. Skylab 4 uzay görevi sırasında, astronotlar uzay uçuş kontrol merkeziyle iletişim kurmaktan o kadar "yoruldular ki" neredeyse bir gün boyunca radyo iletişimini kapattılar ve NASA'dan gelen mesajları görmezden geldiler. Bu olayın ardından bilim adamları, Mars'a daha stresli ve uzun süreli görevlerden kaynaklanabilecek olası olumsuz psikolojik etkileri belirlemeye ve ele almaya çalışıyorlar.

Uykusuzluk ve uyku ilacı kullanımı

On yıllık bir araştırma, astronotların fırlatmadan önceki son haftalarda ve uzay görevlerinin başlangıcında yeterince uyumadıklarını açıkça gösterdi. Ankete katılanların dörtte üçü, uzay aracını uçururken ve diğer ekipmanlarla çalışırken bu tür ilaçların kullanımı tehlikeli olabilse de, uyumalarına yardımcı olan ilaçlar kullandıklarını itiraf etti. Bu durumda en tehlikeli durum, astronotların aynı anda aynı ilacı alması olabilir. Bu durumda, acil bir çözüm gerektiren bir acil durum anında, fazla uyuyabilirler.

NASA'nın her bir astronotu günde en az sekiz buçuk saat uyuması için görevlendirmiş olmasına rağmen, çoğu görev sırasında her gün sadece altı saat kadar dinleniyordu. Vücut üzerindeki bu yükün ciddiyeti, uçuştan önceki son üç aylık eğitimde insanların günde altı buçuk saatten az uyuması gerçeğiyle daha da arttı.

Kıdemli araştırmacı Dr. Charles Kzeiler, "Ay, Mars ve ötesine yapılacak gelecekteki görevler, uyku yoksunluğunu gidermek ve uzay uçuşlarında insan performansını optimize etmek için daha etkili önlemler gerektirecektir" dedi.

“Bu önlemler, bir kişinin belirli ışık dalgalarına maruz kalması dikkate alınarak gerçekleştirilecek çalışma programında değişiklikleri ve ayrıca mürettebatın uyku durumuna daha rahat girmek için davranış stratejisindeki değişiklikleri içerebilir. ertesi gün sağlığı, gücü ve iyi bir ruh halini geri kazanmak zorunludur..

İşitme kaybı

Araştırmalar, uzay mekiği görevlerinden bu yana, bazı astronotların geçici olarak önemli ve daha az önemli işitme kaybı yaşadığını göstermiştir. İnsanlar yüksek ses frekanslarına maruz kaldıklarında en sık not edildiler. Sovyet uzay istasyonu Salyut-7 ve Rus Mira'nın mürettebat üyeleri de Dünya'ya döndükten sonra küçük veya çok önemli işitme kaybı etkilerine sahipti. Yine tüm bu durumlarda kısmi veya tam geçici işitme kaybının nedeni yüksek ses frekanslarına maruz kalmaktır.

Uluslararası Uzay İstasyonu mürettebatının her gün kulak tıkacı takması gerekiyor. ISS'deki gürültüyü azaltmak için, diğer önlemlerin yanı sıra, istasyonun duvarlarında özel ses yalıtım contalarının kullanılması ve daha sessiz fanların montajı önerildi.

Bununla birlikte, gürültülü arka plana ek olarak, diğer faktörler de işitme kaybını etkileyebilir: örneğin, istasyon içindeki atmosferin durumu, kafa içi basıncındaki artış ve istasyon içindeki artan karbondioksit seviyesi.

2015 yılında NASA, ISS ekibinin yardımıyla, bir yıllık görevlerde işitme kaybının etkilerinden kaçınmanın olası yollarını keşfetmeye başlamayı planlıyor. Bilim adamları, bu etkilerden ne kadar kaçınılabileceğini görmek ve işitme kaybıyla ilişkili kabul edilebilir riski bulmak istiyor. Deneyin temel görevi, yalnızca belirli bir uzay görevi sırasında değil, işitme kaybının tamamen nasıl en aza indirileceğini belirlemek olacaktır.

Böbreklerdeki taşlar

Dünyadaki her on kişiden biri er ya da geç böbrek taşı sorunu geliştirir. Bununla birlikte, bu soru astronotlar söz konusu olduğunda çok daha keskin hale gelir, çünkü uzayda vücudun kemikleri, faydalı maddeleri Dünya'dan bile daha hızlı kaybetmeye başlar. Tuzlar (kalsiyum fosfat) vücutta salgılanır ve kan dolaşımına geçer ve böbreklerde birikir. Bu tuzlar sıkıştırılabilir ve taş şeklini alabilir. Aynı zamanda, bu taşların boyutu mikroskobikten oldukça ciddiye kadar - ceviz boyutuna kadar değişebilir. Sorun şu ki, bu taşlar kan damarlarını ve organı besleyen veya böbreklerdeki fazla maddeleri uzaklaştıran diğer akışları tıkayabilir.

Astronotlar için böbrek taşı geliştirme riski daha tehlikelidir çünkü mikro yerçekimi koşulları altında vücuttaki kan hacmi düşebilir. Ek olarak, birçok astronot günde 2 litre sıvı içmez, bu da vücutlarının tam hidrasyonunu sağlayabilir ve böbreklerde taşların durgunluğunu önleyerek partiküllerini idrarla birlikte atabilir.

En az 14 Amerikalı astronotun, uzay görevlerinin tamamlanmasından hemen sonra böbrek taşlarıyla ilgili bir sorun geliştirdiği belirtilmektedir. 1982'de Sovyet Salyut-7 istasyonundaki bir mürettebat üyesinde akut ağrı vakası kaydedildi. Astronot, iki gün boyunca şiddetli acı çekti, arkadaşının ise meslektaşının acısını çaresizce izlemekten başka seçeneği yoktu. İlk başta herkes akut apandisit düşündü, ancak bir süre sonra kozmonotun idrarıyla birlikte küçük bir böbrek taşı çıktı.

Bilim adamları, çok uzun bir süredir, böbrek taşlarını algılayabilen ve ses dalgaları darbeleri kullanarak onları çıkarabilen, masaüstü bilgisayar boyutunda özel bir ultrason makinesi geliştiriyorlar. Görünüşe göre Mars'ın yanındaki gemide böyle bir şey kesinlikle işe yarayabilir …

Akciğer hastalığı

Diğer gezegenlerden veya asteroitlerden gelen tozun sağlığa ne gibi olumsuz etkileri olabileceğini henüz kesin olarak bilmememize rağmen, bilim adamları hala ay tozuna maruz kalmanın bir sonucu olarak kendilerini gösterebilecek çok hoş olmayan sonuçların farkındalar.

Toz inhalasyonunun en ciddi etkisinin akciğerler üzerinde olması muhtemeldir. Bununla birlikte, inanılmaz derecede keskin ay tozu parçacıkları sadece akciğerlere değil, aynı zamanda kalbe de ciddi zararlar verebilir ve aynı zamanda şiddetli organ iltihabından kansere kadar uzanan bir dizi çeşitli rahatsızlığa neden olabilir. Örneğin, asbest benzer etkilere neden olabilir.

Keskin toz parçacıkları sadece iç organlara zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda ciltte iltihaplanma ve aşınmalara da neden olabilir. Koruma için özel çok katmanlı Kevlar benzeri malzemelerin kullanılması gerekmektedir. Ay tozu, gözlerin kornealarına kolayca zarar verebilir ve bu da uzaydaki insanlar için en ciddi acil durum olabilir.

Bilim adamları, ay toprağını modelleyemediklerini ve ay tozunun vücut üzerindeki etkilerini belirlemek için gerekli tüm testleri gerçekleştiremediklerini üzülerek belirtiyorlar. Bu sorunu çözmenin zorluklarından biri, Dünya'da toz parçacıklarının boşlukta olmaması ve sürekli radyasyona maruz kalmamasıdır. Laboratuvarda değil, yalnızca doğrudan Ay'ın yüzeyindeki tozla ilgili ek çalışmalar, bilim adamlarına bu küçük toksik öldürücülere karşı etkili koruma yöntemleri geliştirmek için gerekli verileri sağlayabilir.

Bağışıklık sisteminin başarısızlığı

Bağışıklık sistemimiz değişir ve vücudumuzdaki en küçük değişikliklere bile tepki verir. Uyku eksikliği, yetersiz besin alımı ve hatta normal stres, bağışıklık sistemimizi zayıflatabilir. Ama bu Dünya'da. Uzayda bağışıklık sisteminde meydana gelen bir değişiklik sonunda soğuk algınlığına dönüşebilir veya çok daha ciddi hastalıkların gelişmesinde potansiyel bir tehlike taşıyabilir.

Uzayda bağışıklık hücrelerinin vücuttaki dağılımı pek değişmez. Sağlık için çok daha büyük bir tehdit, bu hücrelerin işleyişindeki değişikliklerden kaynaklanabilir. Hücrenin işleyişi azaldığında insan vücudunda zaten baskılanmış olan virüsler yeniden uyandırılabilir. Ve bunu, hastalığın semptomlarının tezahürü olmadan neredeyse gizlice yapmak. Bağışıklık hücreleri daha aktif hale geldiğinde, bağışıklık sistemi uyaranlara aşırı tepki vererek alerjik reaksiyonlara ve deri döküntüleri gibi diğer yan etkilere neden olur.

NASA immünolog Brian Krushin, "Radyasyon, mikroplar, stres, mikro yerçekimi, uyku bozukluğu ve hatta izolasyon gibi şeyler, mürettebat üyelerinin bağışıklık sistemlerinin çalışma şeklini etkileyebilir" diyor.

"Uzun vadeli uzay görevleri, astronotlarda enfeksiyon, aşırı duyarlılık ve otoimmün problem riskini artıracaktır."

NASA, bağışıklık sistemi ile ilgili sorunları çözmek için, dengeli beslenme ve tıbba yeni bir yaklaşım olan yeni radyasyondan korunma yöntemlerini kullanmayı planlıyor.

Radyasyon tehditleri

Mevcut çok olağandışı ve çok uzun süreli güneş aktivitesi eksikliği, uzaydaki radyasyon seviyesindeki tehlikeli değişikliklere katkıda bulunabilir. Neredeyse 100 yıldır böyle bir şey olmadı.

Enstitü'den Nathan Schwadron, "Bu tür olaylar, Ay'a, asteroitlere ve hatta Mars'a yapılacak uzun görevler için mutlaka bir durdurma faktörü olmasa da, galaktik kozmik radyasyonun kendisi bu görevlerin planlanan zamanlamasını sınırlayabilen bir faktördür" diyor. okyanus ve uzay araştırmaları.

Bu tür maruz kalmanın sonuçları, radyasyon hastalığından kanser gelişimine veya iç organlarda hasara kadar çok farklı olabilir. Ek olarak, tehlikeli arka plan radyasyon seviyeleri, uzay aracının anti-radyasyon korumasının etkinliğini yaklaşık yüzde 20 oranında azaltır.

Sadece bir Mars görevinde, bir astronot, bir kişinin tüm yaşamı boyunca en kötü durumda maruz kalabileceği güvenli radyasyon dozunun 2/3'üne maruz kalabilir. Bu radyasyon DNA'da değişikliklere neden olabilir ve kanser riskini artırabilir.

Bilim adamı Carey Zeitlin, "Kümülatif doz söz konusu olduğunda, her 5-6 günde bir vücudun tam BT taramasını yapmakla aynı şeydir" diyor.

bilişsel problemler

Bilim adamları, uzayda olma durumunu simüle ederken, küçük dozlarda bile yüksek yüklü parçacıklara maruz kalmanın, laboratuvar farelerinin çevrelerine çok daha yavaş tepki verdiğini ve bunu yaparken kemirgenlerin daha sinirli hale geldiğini keşfettiler. Sıçanların gözlemi, beyinlerindeki proteinin bileşiminde de bir değişiklik olduğunu gösterdi.

Bununla birlikte, bilim adamları, tüm sıçanların aynı etkileri göstermediğini hemen not ediyor. Bu kural astronotlar için geçerliyse, araştırmacılara göre, astronotlarda bu etkilerin erken tezahürünü gösteren ve tahmin eden biyolojik bir işaret belirleyebilirler. Belki de bu işaret, radyasyona maruz kalmanın olumsuz etkilerini azaltmanın bir yolunu bulmaya bile izin verebilir.

Alzheimer hastalığı daha ciddi bir sorundur.

Nörolog Kerry O'Banion, "İnsanların Mars'a uçarken yaşadıklarına eşdeğer radyasyon seviyelerine maruz kalma, bilişsel sorunların gelişmesine katkıda bulunabilir ve en sık Alzheimer hastalığı ile ilişkilendirilen beyin işlevindeki değişiklikleri hızlandırabilir" diyor.

"Uzayda ne kadar uzun kalırsanız, hastalığa yakalanma riski o kadar artar."

Rahatlatıcı gerçeklerden biri, bilim adamlarının radyasyona maruz kalmanın en talihsiz senaryolarından birini araştırmayı başarmış olmalarıdır. Laboratuar farelerini bir kerede Mars'a bir görevde tüm zamanın özelliği olacak bir radyasyon seviyesine maruz bıraktılar. Buna karşılık, Mars'a uçan insanlar, uçuşun üç yılı boyunca ölçülü bir dozda radyasyona maruz kalacaklar. Bilim adamları, insan vücudunun bu kadar küçük dozlara uyum sağlayabileceğine inanıyor.

Ek olarak, plastiklerin ve hafif malzemelerin insanlara şu anda kullanılan alüminyumdan daha etkili radyasyon koruması sağlayabileceği belirtilmektedir.

Görme kaybı

Bazı astronotlar, uzayda kaldıktan sonra ciddi görme sorunları geliştirir. Uzay görevi ne kadar uzun sürerse, bu tür korkunç sonuçların ortaya çıkma olasılığı o kadar fazladır.

1989'dan beri tıbbi taramadan geçen en az 300 Amerikalı astronot arasında, iki haftalık uzay görevlerinde uzayda bulunanların yüzde 29'u ve Uluslararası Uzay İstasyonunda birkaç ay boyunca çalışan kişilerin yüzde 60'ı görme sorunları yaşadı. …

Teksas Üniversitesi'nden doktorlar, bir aydan fazla süredir uzayda olan 27 astronotun beyin taramalarını gerçekleştirdi. Yüzde 25'inde bir veya iki göz küresinin ön-arka ekseninin hacminde azalma gözlendi. Bu değişiklik ileri görüşlülüğe yol açar. Yine, bir kişi uzayda ne kadar uzun süre kalırsa, bu değişikliğin o kadar olası olduğuna dikkat çekildi.

Bilim adamları, bu olumsuz etkinin, yerçekimi koşullarında sıvının başa yükselmesiyle açıklanabileceğine inanıyor. Bu durumda beyin omurilik sıvısı kafatasında birikmeye başlar ve kafa içi basıncı yükselir. Sıvı kemiğe sızamaz, bu nedenle gözlerin iç kısmında basınç oluşturmaya başlar. Araştırmacılar, uzaya altı aydan uzun süre gelen astronotlarda bu etkinin azalıp azalmayacağından henüz emin değiller. Ancak, insanların Mars'a gönderildiği andan önce öğrenmenin gerekli olacağı oldukça açık.

Sorun yalnızca kafa içi basınçtan kaynaklanıyorsa, olası çözümlerden biri, astronotlar uyurken her gün sekiz saat boyunca yapay yerçekimi koşulları yaratmak olacaktır. Ancak bu yöntemin yardımcı olup olmayacağını söylemek için henüz çok erken.

Bilim adamı Mark Shelhamer, "Bu sorunun ele alınması gerekiyor, çünkü aksi takdirde uzun uzay yolculuğunun imkansızlığının ana nedeni olabilir" diyor.

Sıfır yerçekimi beyni öldürür

Sibiryalı bilim adamları, yörüngede bulunan farelerin durumunu inceleyerek, sıfır yerçekiminde uzayda uzun süre kalmanın beyinde ciddi değişikliklere neden olabileceğini keşfettiler.

Sonuçlar, ağırlıksızlığın astronotların organizması üzerindeki olumsuz etkisini önlemek ve düzeltmek için sistemler oluşturmayı mümkün kılacaktır. Elde edilen verilerden en ilginç olanı dopamin sistemiyle ilgili. Yörüngede bir ay sonra kilit genlerinin ifadesinin azaldığını gördük. Bu, normalde eylemlerin ince koordinasyonundan sorumlu olan beynin dopamin sisteminin ve genel olarak - hareketlerin kontrolü için bozulur.

Uzun vadede, böyle bir değişiklik parkinson benzeri bir durumun gelişmesine yol açabilir. Çünkü dopamin sentezleyen bir enzimin ifadesi azalırsa, o zaman nörotransmiterin seviyesi de düşer ve nihayetinde bir motor eksikliği gelişir, "- Federal Araştırma'daki Nörogenomik Davranış Laboratuvarı'ndaki bir araştırmacının sözlerini aktarır. Merkez Sitoloji ve Genetik Enstitüsü SB RAS, Anton Tsybko, resmi yayın SB RAS "Science in Sibirya" Ayrıca bkz. Soyuz TMA-17M insanlı ulaşım aracının lansmanı.

Ek olarak, bilim adamı başka bir son derece önemli beyin yapısındaki değişikliklere dikkat çekti - hipotalamus. Burada, büyük olasılıkla mikro yerçekimi tarafından kışkırtılan apoptoz belirtileri (programlanmış hücresel "intihar") bulundu. Zaten doğrulandı: hem yörüngede hem de Dünya'da - ağırlıksızlık durumunu simüle eden deneylerde - nöronların apoptozu artar. Tsybko, "Bu, metabolizmanın genel olarak bozulması ve çok daha fazlası ile doludur. Sıfır yerçekiminde vücudun zaten saldırı altında olduğu göz önüne alındığında, işleyişindeki herhangi bir değişikliğin daha da kötüye gitmesi oldukça ciddi sonuçlara yol açabilir."

Bilim adamları, neyse ki, bu değişikliklerin ölümcül olmadığını ve fiziksel aktivitenin bunların oluşmasını tamamen engellediğini belirtti. Hayvanlarda, fiziksel aktivite bir hafta içinde geri yüklenir. Beyin kaybettiği zaman tekrar birikmeye başlar, serotonin seviyesi, dopamin oldukça hızlı bir şekilde normale döner. Bir ay içinde, nörodejenerasyonun gerçekleşmesi için zaman yoktur.

Fareleri uzaya daha uzun süre fırlatmak hala sorunlu görünüyor. Beden eğitimi kozmonotlar için bir kurtarıcıdır Çalışma, Bion-M1 biyouydusunda 30 günlük bir uzay yolculuğu yapan laboratuvar fareleri üzerinde gerçekleştirildi. Bilim adamları, farelerin anatomisinin ve fizyolojisinin birçok yönden insanlara benzediğini, genomlarımızın %99 oranında örtüştüğünü, dolayısıyla lineer farelerin ağırlıksızlığa uyum mekanizmalarını incelemek için en uygun nesneler olduğunu belirtiyor. Bununla birlikte, önemli bir fark var: astronotlar, farelerin aksine bilinçli olarak kendilerini hareket etmeye zorlayabilirler, günde dört saatten fazla egzersiz yaparlar, bu da beyindeki motor merkezlerini uyardıkları ve dopamine zarar verme riskini en aza indirdikleri anlamına gelir. sistem.

Ancak yörüngede en az iki hafta kalırsanız ve herhangi bir özel fiziksel egzersiz yapmazsanız, Dünya'ya döndüğünüzde durum çok zorlaşır ve uzun bir rehabilitasyon gerekir. "Bion", TsSKB-Progress tarafından geliştirilen ve biyolojik araştırmalara yönelik bir dizi Sovyet ve Rus uzay aracıdır. 11 uçuş için, 212 sıçan, 12 maymun ve bir dizi başka hayvan üzerinde deneyler yapıldı. Bion-M1 uydusu 19 Nisan 2013'te fırlatıldı ve bir ay sonra Dünya'ya geri döndü.

Gemide farelerin yanı sıra Moğol gerbilleri, kertenkeleler, balıklar, tatlı su ve üzüm salyangozları, marangoz böceği larvaları, mikroorganizmalar, algler, likenler ve bazı yüksek bitkiler de bulunuyordu. Bugüne kadar, Bion-M1 deneyi tamamlandı. Bion-M2 önümüzdeki yıllarda piyasaya sürülecek.