Hvorfor kommer nogle astronauter tilbage fra den internationale rumstation, der har brug for briller? Øjeproblemer er et af de største problemer, der er skåret op i de sidste tre til fire år med rumstationsvidenskab, der berører 20% af astronauterne. Og astronautkontoret tager dette problem meget alvorligt, påpegede Scott Smith, der leder Nutritional Biochemistry Lab på Johnson Space Center.
Det er et eksempel på, hvordan længerevarende ophold under flyvning kan ændre dit helbred. På trods af NASAs bedste indsats svækkes knogler og muskler, og måneder med rehabilitering er nødvendigt, når astronauter tilbringer et halvt år på rumstationen. Men i de senere år er der sket fremskridt med at forstå, hvad mikrogravitet gør med den menneskelige krop - og hvordan man løser det.
Tag f.eks. Synsproblemet. Læger mente, at øget væskeskift i hovedet øger trykket på synsnerven, en plet i bagsiden af øjet, der påvirker synet. Der er et par ting, der kan påvirke det:
- Dyrke motion. Astronauter bliver bedt om at tildele 2,5 timer til træning på Den Internationale Rumstation dagligt, hvilket svarer til cirka 1,5 times aktivitet efter opsætning og overganger er redegjort for. Vægtløftning komprimerer musklerne og kunne tvinge mere blod ind i deres hoveder. NASA installerede en avanceret Resistive Exercise Device på rumstationen, der er mere magtfuld end sin forgænger, men måske forårsager dette også synsproblemet, sagde Smith. ”Det er ironisk, at træningsapparatet, som vi er begejstrede for at arbejde med muskler og knogler, kan skade øjnene.”
- CO2-niveauer. Denne gas (som naturligt forekommer når mennesker udånder) er "relativt høj" på rumstationen, fordi den tager mere strøm og mere forsyninger for at holde atmosfæren renere, sagde Smith. ”Øget eksponering for kuldioxid vil øge blodgennemstrømningen til dit hoved,” sagde han. Hvis dette viser sig at være årsagen, tilføjede han, er NASA parat til at foretage ændringer for at reducere CO2-niveauer på stationen.
- Problemer med folat (vitamin B).Ud af de mange blod- og urindata, der er indsamlet siden NASA begyndte at se på dette problem, havde de set på en biokemisk (næringsstof) vej i kroppen, der flytter kulstofenheder fra en forbindelse til en anden. Dette er vigtigt for at syntetisere DNA og fremstille aminosyrer og involverer flere vitaminer og næringsstoffer. Efter at forskere begyndte at bemærke ændringer i folat (en form for vitamin B), sonderede de videre og fandt en interessant ting med hensyn til homocystein, en type aminosyre i hjertet af denne ene kulstofvej. Det viser sig, at astronauterne med synsproblemer efter flyvning havde højere (men ikke unormale) niveauer af homocystein i deres blod før flyvningen, som offentliggjort her.
”Det spekulerer, men vi tror, at genetiske forskelle i denne vej muligvis på en eller anden måde kan ændre dit svar på ting, der påvirker blodgennemstrømningen i hovedet,” sagde Smith.
Efter at have fundet disse i det væsentlige "omstændighederne" bevis for en genetisk disponering for synspørgsmål, foreslog de et eksperiment for at se på gener, der er forbundet med en kulstofmetabolisme. ”For at give dig en idé om vigtigheden af dette problem gik vi til hvert besætningsmedlem, der er fløjet til rumstation eller som vil flyve til rumstation. Vi spurgte, om de ville give os en blodprøve og se på deres gener for en carbon meytabolisme, ”sagde han. ”Vi henvendte os til 72 astronauter for at gøre det, og 70 af dem gav os blod, hvilket ikke er hørt om.”
Mens NASA forsøger at negle, hvad der sker med astronautvisionen, har agenturet gjort betydelige fremskridt med at bevare knogletætheden under flyvninger - for første gang i 50 års rumfart, tilføjede Smith.
Vi nævnte den avancerede Resistive Exercise Device, en orbital vægtløfteanordning, der blev installeret og først brugt under Expedition 18 i 2008 og har været i brug på rumstationen lige siden. Det er en stor forbedring i forhold til den tidligere midlertidige Resistive Exercise Device (iRED), som ikke gav tilstrækkelig modstand, hvilket tillader nogle astronauter at "maks ud" på enheden og ikke kunne øge vægtløftningsbelastningen yderligere efter nogle uger eller måneder med brug.
”Vi fløj iRED på stationen, og knogletabet på stationen lignede ligesom det gjorde på Mir, det vil sige uden nogen resistiv træningsindretning tilgængelig,” sagde Smith. Men det ændrede sig drastisk med ARED, som har dobbelt så meget lasteevne. Besætningerne spiste bedre, opretholdt kropsvægt og havde bedre niveauer af vitamin sammenlignet med dem, der gik før. Mest markant fastholdt de deres knogletæthed i prælightniveauer, som dette papir viser.
Mens vi tænker på knogler som cementagtige og uforanderlige (i det mindste indtil du bryder en!), Er det faktisk et organ, der altid nedbrydes og reformeres. Når nedbruddet accelererer, f.eks. Når du ikke lægger vægt på det i kredsløb, mister du knogletætheden og har en højere risiko for brud.
Hvorfor er ukendt, bortset fra at sige, at knoglen ser ud til at stole på en slags "signalering", der indikerer belastning eller vægt, der bliver lagt på den. Omvendt, hvis du lægger mere vægt på dine knogler - måske at have en rygsæk med vægte på det - vil dit skelet gradvist blive større for at imødekomme den ekstra vægt.
Selvom det er spændende, at ARED opretholder knogletætheden, er spørgsmålet, om kroppen kan opretholde to processer, der sker hurtigere end før flyvning: nedbrydning og opbygning af knogler. Der er behov for mere undersøgelse, sagde Smith, for at finde ud af, om dette påvirker knoglens styrke, hvilket i sidste ende er vigtigere end bare mineraltæthed. Ernæring og træning kan også optimeres for yderligere at muliggøre bedre knoglemærkning.
Det er en af de ting, som forskere er glade for at studere med den kommende 1-årige mission til Den Internationale Rumstation, når Scott Kelly (NASA) og Mikhail Kornienko (Roscosmos) vil være en af et lille antal mennesker, der skal gøre et på hinanden følgende kalenderår i rummet. Knoglen "ombygning" udjævnes ikke efter seks måneder, men måske vil den komme nærmere et år.
Smith påpegede, at kvaliteten af sundhedsdataene også er forbedret siden Mir-missionerne i lang varighed i begyndelsen til midten af 1990'erne. Specifikke markører for nedbrydning og dannelse af knogler blev lige opdaget og implementeret i løbet af det tidsrum, mens de i dag ofte bruges i medicin. Mellem det og det faktum, at NASAs Mir-data kommer fra missioner med kortere varighed, sagde Smith, at han virkelig ser frem til at se, hvad året i rummet fortæller forskere.
Dette afslutter en tredelt serie om astronaut-sundhed. For to dage siden: Hvorfor menneskelig videnskab er så svært at gøre i rummet. I går: Hvordan får vi øvelser til at fungere i Zero G?
