Astronauci po misjach trwających ponad 90 dni częściej doznawali złamań biodra. Problem może ujawniać się dopiero długo po powrocie.
Astronauta wraca na Ziemię, przechodzi rehabilitację, odzyskuje siłę i po pewnym czasie znów funkcjonuje normalnie. Tyle iż jego kości mogą pamiętać pobyt w mikrograwitacji znacznie dłużej niż mięśnie czy błędnik. Nowa analiza danych amerykańskich astronautów pokazuje, iż po misjach trwających ponad 90 dni częściej dochodziło do złamań biodra. Co ważne, zdarzały się one już po powrocie na Ziemię i w wieku, w którym u przeciętnej osoby takich urazów raczej się jeszcze nie oczekuje.
Kość nie boli, kiedy ją tracisz
Utrata kości w kosmosie nie jest nowym odkryciem, bo problem tak naprawdę znamy od dekad. W mikrograwitacji nogi, biodra i kręgosłup przestają codziennie walczyć z ciężarem całego ciała, więc organizm zaczyna uznawać tak rozbudowany szkielet za niepotrzebny. Kość jest przecież żywą tkanką i cały czas się przebudowuje. Jedne komórki ją rozkładają, inne budują. Na Ziemi obciążenie mechaniczne pomaga utrzymywać równowagę między tymi procesami. W kosmosie układ przesuwa się w stronę utraty masy kostnej.
NASA choćby podaje, iż podczas typowych cztero- lub sześciomiesięcznych misji astronauci mogą tracić średnio około 1-1,5 proc. gęstości kości miesięcznie w najbardziej obciążanych normalnie obszarach. To tempo nieporównywalnie szybsze z typową utratą związaną ze starzeniem się.
Na Spider’s Web pisaliśmy już, iż mikrograwitacja szczególnie mocno uderza w biodra, nogi i kręgosłup. Wtedy problem wyglądał przede wszystkim jak biologiczna konsekwencja nieważkości. Teraz pojawiają się faktyczne złamania.
Sprawdzili nie skany, tylko prawdziwe złamania
Zespół związany z NASA Johnson Space Center przeanalizował dokumentację dotyczącą złamań wśród amerykańskich astronautów. Wyniki opisano w badaniu opublikowanym w Mayo Clinic Proceedings. Badacze podzielili okresy obserwacji na trzy grupy: przed jakimkolwiek lotem kosmicznym, po krótszych misjach oraz po przynajmniej jednej misji trwającej ponad 90 dni.
Wcześniejsze analizy skupiały się zwykle na tym, jak zmienia się gęstość kości mierzona tuż przed lotem i po powrocie. Tym razem pytanie było prostsze i bardziej brutalne: czy długie misje rzeczywiście przekładają się później na większą liczbę złamań? Wygląda na to, iż tak. Astronauci po długotrwałych lotach mieli wyższą częstość złamań biodra niż po krótszych misjach oraz w okresie, kiedy nie byli jeszcze narażeni na długi pobyt w mikrograwitacji. Co szczególnie niepokojące, złamania pojawiały się wcześniej, niż należałoby oczekiwać w zwykłej populacji ziemskiej.
90 dni nie jest oczywiście momentem, po którym każda kość każdego astronauty nagle staje się krucha. To próg użyty do podziału astronautów na grupy w analizie. Większość długich misji trwała zresztą około pół roku. Badanie nie dowodzi też, iż każde późniejsze złamanie zostało bezpośrednio spowodowane pobytem w kosmosie. Astronautów jest niewielu, a złamania biodra są na szczęście rzadkie, więc próbka statystyczna pozostaje ograniczona. Nie da się zebrać stu tysięcy astronautów i obserwować ich przez kilkadziesiąt lat, bo tylu ludzi zwyczajnie nie poleciało w kosmos.
Wcześniejsze analizy NASA obejmowały 262 astronautów i ponad 8400 osobolat obserwacji, przy czym grupę po co najmniej jednej długiej misji stanowiły zaledwie 42 osoby. Mimo to właśnie w tej grupie pojawiał się sygnał zwiększonej liczby złamań biodra. Nie można więc jeszcze powiedzieć, iż długi lot powoduje złamanie biodra. Można natomiast powiedzieć, iż wraz z dłuższą ekspozycją pojawia się związek, którego NASA nie może już ignorować.
Biodro może nie odbudować się do końca
Największy problem tak naprawdę zaczyna się już po wylądowaniu. Astronauta może czuć się dobrze, odzyskać siłę mięśniową i wrócić do intensywnej aktywności. Tymczasem wewnętrzna struktura kości niekoniecznie regeneruje się w tym samym tempie. Standardowe badania DXA mierzą przede wszystkim gęstość mineralną kości. To istotny parametr, ale nie mówi jednak wszystkiego o jej jakości.
Kość ma bowiem bardzo skomplikowaną mikrostrukturę. W jej wnętrzu znajduje się sieć beleczek, które rozkładają obciążenia trochę jak konstrukcja mostu. jeżeli podczas pobytu w mikrograwitacji część z nich zaniknie, odzyskanie samej masy kostnej po powrocie nie musi oznaczać pełnego odtworzenia wcześniejszej wytrzymałości.
NASA zwraca uwagę, iż w biodrze zmiany mogą utrzymywać się latami. W starszych obserwacjach choćby trzy lata po długiej misji gęstość kości w biodrze pozostawała niższa, niż można byłoby oczekiwać, gdyby astronauta nigdy nie przebywał przez dłuższy czas w mikrograwitacji. Dlatego agencja zaczęła rozszerzać monitoring o ilościową tomografię komputerową. Takie badanie pozwala zajrzeć głębiej w różne warstwy kości i ocenić nie tylko jej ogólną gęstość, ale także strukturę.
Znacznie większym problemem będzie Mars
Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci ćwiczą choćby około dwóch godzin dziennie. Korzystają z bieżni, rowerów i urządzeń oporowych zaprojektowanych specjalnie po to, żeby zmuszać mięśnie i kości do pracy mimo braku grawitacji. To bardzo pomaga, ale nie rozwiązuje problemu całkowicie.
A przyszłe misje będą jeszcze dłuższe. Sam lot na Marsa może potrwać od sześciu do dziewięciu miesięcy w jedną stronę. Załoga po takim czasie nie wróci do ziemskiego centrum rehabilitacyjnego. Będzie musiała wysiąść ze statku, działać na powierzchni obcej planety, przenosić sprzęt i reagować na awarie. Już wcześniejsze koncepcje załogowych misji marsjańskich zakładały, iż astronauci po wylądowaniu będą potrzebowali czasu, żeby ponownie przyzwyczaić organizm do grawitacji.
Jeżeli kości biodra będą osłabione bardziej, niż wskazują standardowe badania, to choćby zwykły upadek albo niewłaściwe podniesienie ciężkiego elementu może stać się zagrożeniem nie tylko dla zdrowia człowieka, ale dla całej misji.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
