Problemes mèdics que podrien posar fi a l'exploració de l'espai profund

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Si és així, us suggerim que us familiaritzeu amb una selecció dels 20 problemes de salut més probables als quals hauran d'afrontar els pioners de l'era de la colonització espacial humana (si no els solucionem abans d'aquest moment).

Problemes amb el cor

La investigació mèdica occidental i l'observació de 12 astronautes van demostrar que amb una exposició prolongada a la microgravetat, el cor humà es torna esfèric un 9,4 per cent més fort, cosa que al seu torn pot causar diversos problemes amb el seu treball. Aquest problema pot arribar a ser especialment urgent durant llargs viatges espacials, per exemple, a Mart.

"El cor a l'espai funciona d'una manera diferent del que ho fa en les condicions de la gravetat de la Terra, que al seu torn pot provocar la pèrdua de massa muscular", diu el doctor James Thomas de la NASA.

"Tot això tindrà conseqüències greus després de tornar a la Terra, de manera que actualment estem buscant possibles maneres d'evitar o almenys reduir aquesta pèrdua de massa muscular".

Els experts assenyalen que després de tornar a la Terra, el cor recupera la seva forma original, però ningú sap com es comportarà un dels òrgans més importants del nostre cos després de llargs vols. Els metges ja coneixen casos en què els astronautes que tornaven van experimentar marejos i desorientació. En alguns casos, hi ha un canvi brusc de la pressió arterial (hi ha una disminució brusca), especialment quan una persona intenta aixecar-se. A més, alguns astronautes experimenten arítmies (ritmes cardíacs anormals) durant les missions.

Els investigadors assenyalen la necessitat de desenvolupar mètodes i regles que permetin als viatgers de l'espai profund evitar aquest tipus de problemes. Com s'ha assenyalat, aquests mètodes i regles podrien ser útils no només per als astronautes, sinó també per a la gent normal de la Terra: aquells que pateixen problemes cardíacs, així com aquells a qui se'ls prescriu repòs al llit.

De moment, s'ha iniciat un programa de recerca de cinc anys, la tasca del qual serà determinar el nivell d'impacte de l'espai en l'acceleració del desenvolupament de l'aterosclerosi (una malaltia dels vasos sanguinis) en els astronautes.

Embriaguesa i trastorns mentals

Tot i que una enquesta anònima realitzada per la NASA va aclarir les sospites sobre el consum freqüent d'alcohol per part dels astronautes, l'any 2007 hi va haver dos casos en què els astronautes de la NASA realment borratxos van poder volar dins de la nau espacial russa Soiuz. Al mateix temps, es va permetre a la gent volar fins i tot després que els metges que estaven preparant aquests astronautes per al vol, així com altres membres de la missió, van dir als seus superiors l'estat de molta calor dels seus col·legues.

Segons la política de seguretat de l'època, la NASA parlava d'una prohibició oficial del consum d'alcohol per part dels astronautes 12 hores abans dels vols d'entrenament. El funcionament d'aquesta regla també es va assumir tàcitament durant la durada dels vols espacials. No obstant això, després de l'incident anterior, la NASA es va indignar per tanta negligència dels astronautes que l'agència va decidir oficialitzar aquesta norma pel que fa als viatges espacials.

L'antic astronauta Mike Mallane va dir una vegada que els astronautes van beure alcohol abans del vol per deshidratar el cos (l'alcohol es deshidrata), per tal de reduir la càrrega de la bufeta i de sobte no voler utilitzar el vàter en el moment del llançament.

L'aspecte psicològic també va tenir el seu lloc entre els perills de les missions espacials. Durant la missió espacial Skylab 4, els astronautes estaven tan "cansats" de comunicar-se amb el centre de control de vols espacials que van desactivar les comunicacions de ràdio durant gairebé un dia i van ignorar els missatges de la NASA. Després d'aquest incident, els científics estan intentant identificar i abordar els possibles efectes psicològics negatius que podrien sorgir de missions més estressants i llargues a Mart.

La manca de son i l'ús de pastilles per dormir

Un estudi de deu anys ha demostrat que els astronautes clarament no dormen prou durant les últimes setmanes abans del llançament i durant l'inici de les missions espacials. Entre els enquestats, tres de cada quatre van admetre que utilitzaven medicaments que els ajudaven a dormir, tot i que l'ús d'aquests medicaments podria ser perillós mentre volia la nau espacial i quan treballava amb altres equips. La situació més perillosa en aquest cas podria ser quan els astronautes prenen el mateix medicament al mateix temps. En aquest cas, en el moment d'una emergència que requereixi una solució urgent, només podrien dormir-s'hi.

Malgrat que la NASA va assignar a cada astronauta a dormir almenys vuit hores i mitja al dia, la majoria d'ells només van prendre unes sis hores de descans cada dia durant les missions. La gravetat d'aquesta càrrega sobre el cos es va veure agreujada pel fet que durant els últims tres mesos d'entrenament abans del vol, la gent dormia menys de sis hores i mitja diàries.

"Les futures missions a la Lluna, Mart i més enllà requeriran mesures més efectives per abordar la privació del son i optimitzar el rendiment humà en els vols espacials", va dir l'investigador sènior Dr. Charles Kzeiler.

“Aquestes mesures podrien incloure canvis en l'horari de treball, que es realitzaran tenint en compte l'exposició d'una persona a determinades ones lluminoses, així com canvis en l'estratègia de comportament de la tripulació per entrar amb més comoditat a l'estat de son, que és imprescindible per recuperar la salut, la força i el bon humor l'endemà.

Pèrdua de l'audició

Les investigacions han demostrat que des dels dies de les missions dels transbordadors espacials, alguns astronautes han experimentat una pèrdua auditiva temporal significativa i menys significativa. Es van observar més sovint quan les persones estaven exposades a freqüències sonores altes. Els membres de la tripulació de l'estació espacial soviètica Salyut-7 i la russa Mira també van tenir efectes de pèrdua auditiva menors o molt importants després de tornar a la Terra. De nou, en tots aquests casos, la causa de la pèrdua auditiva temporal parcial o completa va ser l'exposició a freqüències sonores altes.

La tripulació de l'Estació Espacial Internacional ha de portar taps per a les orelles cada dia. Per reduir el soroll a bord de l'ISS, entre altres mesures, es va proposar l'ús de juntes especials d'aïllament acústic a l'interior de les parets de l'estació, així com la instal·lació de ventiladors més silenciosos.

Tanmateix, a més del soroll de fons, altres factors poden afectar la pèrdua auditiva: per exemple, l'estat de l'atmosfera dins de l'estació, un augment de la pressió intracranial i un augment del nivell de diòxid de carboni a l'interior de l'estació.

El 2015, la NASA planeja, amb l'ajuda de la tripulació de l'ISS, començar a explorar possibles maneres d'evitar els efectes de la pèrdua auditiva durant les missions d'un any. Els científics volen veure quant de temps es poden evitar aquests efectes i esbrinar el risc acceptable associat a la pèrdua auditiva. La tasca clau de l'experiment serà determinar com minimitzar la pèrdua auditiva completament, i no només durant una missió espacial específica.

Pedres als ronyons

Una de cada deu persones a la Terra tard o d'hora desenvolupa un problema de càlculs renals. Tanmateix, aquesta pregunta es torna molt més aguda quan es tracta d'astronautes, perquè a l'espai, els ossos del cos comencen a perdre substàncies útils encara més ràpidament que a la Terra. Les sals (fosfat de calci) es segreguen dins del cos, que penetren al torrent sanguini i s'acumulen als ronyons. Aquestes sals es poden compactar i prendre forma de pedres. Al mateix temps, la mida d'aquestes pedres pot variar de microscòpica a força greu, fins a la mida d'una nou. El problema és que aquestes pedres poden bloquejar els vasos sanguinis i altres fluxos que alimenten l'òrgan o eliminar l'excés de substàncies dels ronyons.

Per als astronautes, el risc de desenvolupar càlculs renals és més perillós perquè en condicions de microgravetat, el volum de sang dins del cos pot disminuir. A més, molts astronautes no beuen 2 litres de líquids al dia, cosa que, al seu torn, podria proporcionar una hidratació completa del seu cos i evitar que les pedres s'estanquin als ronyons, eliminant les seves partícules juntament amb l'orina.

S'observa que almenys 14 astronautes nord-americans van desenvolupar un problema amb càlculs renals gairebé immediatament després de la finalització de les seves missions espacials. El 1982, es va registrar un cas de dolor agut en un membre de la tripulació a bord de l'estació soviètica Salyut-7. L'astronauta va patir un fort dolor durant dos dies, mentre que el seu company no va tenir més remei que mirar impotent el patiment del seu company. Al principi tothom pensava en l'apendicitis aguda, però al cap d'un temps va sortir un petit càlcul renal amb l'orina del cosmonauta.

Els científics han estat desenvolupant una màquina especial d'ultrasons de la mida d'un ordinador d'escriptori durant molt de temps, que pot detectar càlculs renals i eliminar-los mitjançant polsos d'ones sonores. Sembla que a bord del vaixell al costat de Mart, una cosa així podria ser definitivament útil…

Malaltia pulmonar

Malgrat que encara no sabem amb certesa quins efectes negatius per a la salut pot causar la pols d'altres planetes o asteroides, els científics encara són conscients d'algunes conseqüències molt desagradables que es poden manifestar com a conseqüència de l'exposició a la pols de la lluna.

És probable que l'efecte més greu de la inhalació de pols sigui als pulmons. No obstant això, les partícules increïblement afilades de pols de lluna poden causar danys greus no només als pulmons, sinó també al cor, al mateix temps que causen un munt de malalties diverses, que van des d'una inflamació severa d'òrgans i acabant amb càncer. Per exemple, l'amiant pot causar efectes similars.

Les partícules de pols afilades poden danyar no només els òrgans interns, sinó que també poden causar inflamació i abrasions a la pell. Per protegir-se, cal utilitzar materials especials de diverses capes semblants a Kevlar. La pols de la lluna pot danyar fàcilment les còrnies dels ulls, que al seu torn pot ser l'emergència més greu per als humans a l'espai.

Els científics lamenten notar que no poden modelar el sòl lunar i dur a terme el conjunt complet de proves necessàries per determinar els efectes de la pols lunar sobre el cos. Una de les dificultats per resoldre aquest problema és que a la Terra, les partícules de pols no es troben al buit i no estan exposades constantment a la radiació. Només estudis addicionals de pols directament a la superfície de la Lluna mateixa, i no al laboratori, poden proporcionar als científics les dades necessàries per desenvolupar mètodes efectius de protecció contra aquests petits assassins tòxics.

Falla del sistema immunitari

El nostre sistema immunitari canvia i respon a qualsevol canvi, fins i tot el més petit, del nostre cos. La manca de son, la ingesta inadequada de nutrients o fins i tot l'estrès normal poden debilitar el nostre sistema immunitari. Però això és a la Terra. Un canvi en el sistema immunitari a l'espai pot acabar convertint-se en un refredat comú o comportar un perill potencial en el desenvolupament de malalties molt més greus.

A l'espai, la distribució de les cèl·lules immunitàries al cos no canvia gaire. Una amenaça molt més gran per a la salut pot ser causada pels canvis en el funcionament d'aquestes cèl·lules. Quan el funcionament de la cèl·lula disminueix, els virus ja suprimits del cos humà es poden despertar. I per fer-ho pràcticament en secret, sense la manifestació dels símptomes de la malaltia. Quan les cèl·lules immunitàries es tornen més actives, el sistema immunitari reacciona de manera excessiva als estímuls, provocant reaccions al·lèrgiques i altres efectes secundaris com ara erupcions cutànies.

"Coses com la radiació, els gèrmens, l'estrès, la microgravetat, les alteracions del son i fins i tot l'aïllament poden afectar la forma en què funcionen els sistemes immunitaris dels membres de la tripulació", diu l'immunòleg de la NASA Brian Krushin.

"Les missions espacials a llarg termini augmentaran el risc d'infeccions, hipersensibilitat i problemes autoimmunes en els astronautes".

Per resoldre problemes amb el sistema immunitari, la NASA planeja utilitzar nous mètodes de protecció contra la radiació, un nou enfocament de la nutrició equilibrada i la medicina.

Amenaces radiatives

L'actual manca d'activitat solar molt inusual i molt prolongada podria contribuir a canvis perillosos en el nivell de radiació a l'espai. No ha passat res semblant durant gairebé 100 anys.

"Tot i que aquests esdeveniments no són necessàriament un factor d'aturada per a missions llargues a la Lluna, als asteroides o fins i tot a Mart, la radiació còsmica galàctica en si és un factor que pot limitar el temps previst d'aquestes missions", diu Nathan Schwadron de l'Institut. exploració oceànica i espacial.

Les conseqüències d'aquest tipus d'exposició poden ser molt diferents, des de la malaltia per radiació fins al desenvolupament de càncer o danys als òrgans interns. A més, els nivells perillosos de radiació de fons redueixen l'efectivitat de la protecció antiradiació de la nau espacial en un 20 per cent.

En només una missió a Mart, un astronauta pot estar exposat a 2/3 de la dosi segura de radiació a la qual pot estar exposada una persona en el pitjor dels casos durant tota la seva vida. Aquesta radiació pot provocar canvis en l'ADN i augmentar el risc de càncer.

"Quan es tracta de dosi acumulada, és el mateix que fer una TC completa del cos cada 5-6 dies", diu la científica Carey Zeitlin.

Problemes cognitius

En simular l'estat d'estar a l'espai, els científics han descobert que l'exposició a partícules altament carregades, fins i tot en petites dosis, fa que les rates de laboratori responguin al seu entorn molt més lentament i, en fer-ho, els rosegadors es tornen més irritables. L'observació de les rates també va mostrar un canvi en la composició de la proteïna del seu cervell.

Tanmateix, els científics noten ràpidament que no totes les rates van mostrar els mateixos efectes. Si aquesta regla és certa per als astronautes, aleshores, segons els investigadors, podrien identificar un marcador biològic que indiqui i prediu la manifestació primerenca d'aquests efectes en els astronautes. Potser aquest marcador permetria fins i tot trobar una manera de reduir els efectes negatius de l'exposició a la radiació.

La malaltia d'Alzheimer és un problema més greu.

"L'exposició a nivells de radiació equivalents als que experimenten els humans en un vol a Mart pot contribuir al desenvolupament de problemes cognitius i accelerar els canvis en la funció cerebral que sovint s'associen amb la malaltia d'Alzheimer", diu la neuròleg Kerry O'Banion.

"Com més temps estiguis a l'espai, major serà el risc de desenvolupar la malaltia".

Un dels fets reconfortants és que els científics ja han aconseguit investigar un dels escenaris més lamentables d'exposició a la radiació. Van exposar ratolins de laboratori alhora a un nivell de radiació que seria característic de tot el temps en una missió a Mart. Al seu torn, les persones que volen a Mart estaran exposades a la radiació en una dosi mesurada, durant els tres anys del vol. Els científics creuen que el cos humà pot adaptar-se a dosis tan petites.

A més, cal assenyalar que els plàstics i els materials lleugers poden proporcionar a les persones una protecció radiològica més eficaç que l'alumini utilitzat actualment.

Pèrdua de la vista

Alguns astronautes desenvolupen greus problemes de visió després d'estar a l'espai. Com més duri la missió espacial, més probabilitats hi haurà conseqüències tan terribles.

Entre almenys 300 astronautes nord-americans que s'han sotmès a control mèdic des de 1989, el 29 per cent de les persones que han estat a l'espai en missions espacials de dues setmanes i el 60 per cent de les persones que han treballat a bord de l'Estació Espacial Internacional durant diversos mesos han tingut problemes de visió. …

Els metges de la Universitat de Texas van realitzar exploracions cerebrals de 27 astronautes que havien estat a l'espai durant més d'un mes. En el 25 per cent d'ells, es va observar una disminució del volum de l'eix anteroposterior d'un o dos globus oculars. Aquest canvi condueix a la hipermetropia. Una vegada més, es va assenyalar que com més temps estigui una persona a l'espai, més probable és aquest canvi.

Els científics creuen que aquest efecte negatiu es pot explicar per l'augment del líquid al cap en condicions de migrogravetat. En aquest cas, el líquid cefaloraquidi comença a acumular-se al crani i augmenta la pressió intracranial. El líquid no pot filtrar-se a través de l'os, per tant, comença a crear pressió a l'interior dels ulls. Els investigadors encara no estan segurs de si aquest efecte disminuirà en els astronautes que arribin a l'espai durant més de sis mesos. Tanmateix, és força obvi que caldrà esbrinar-ho abans del moment en què la gent sigui enviada a Mart.

Si el problema és causat únicament per la pressió intracranial, aleshores una de les possibles solucions seria crear condicions de gravetat artificial, cada dia durant vuit hores, mentre els astronautes dormen. Tanmateix, és massa aviat per dir si aquest mètode ajudarà o no.

"Aquest problema s'ha d'abordar, perquè en cas contrari pot resultar el principal motiu de la impossibilitat de viatjar a l'espai llarg", diu el científic Mark Shelhamer.

La gravetat zero mata el cervell

Una llarga estada a l'espai en gravetat zero pot provocar canvis greus al cervell, han descobert els científics siberians examinant l'estat dels ratolins que han estat en òrbita.

Els resultats permetran crear sistemes per prevenir i corregir l'impacte negatiu de la ingravidesa en l'organisme dels astronautes. La més interessant de les dades obtingudes correspon al sistema de dopamina. Hem vist que l'expressió dels seus gens clau disminueix després d'un mes en òrbita. Això suggereix que el sistema de dopamina del cervell, que normalment és responsable de la coordinació fina de les accions, i en general - per al control dels moviments, es degrada.

A llarg termini, aquest canvi pot conduir al desenvolupament d'un estat semblant al parkinson. Perquè si la vostra expressió d'un enzim que sintetitza dopamina disminueix, el nivell del propi neurotransmissor també disminueix i, en última instància, es desenvolupa un dèficit motor ", cita les paraules d'un investigador del Laboratori de Neurogenòmica del Comportament de la Federal Research. Centre Institut de Citologia i Genètica SB RAS, Anton Tsybko, publicació oficial SB RAS "Science in Siberia" Vegeu també Llançament del vehicle de transport tripulat Soyuz TMA-17M.

A més, el científic va observar canvis en una altra estructura cerebral extremadament important: l'hipotàlem. Aquí es van trobar signes d'apoptosi (el "suïcidi" cel·lular programat), que probablement sigui provocat per la microgravetat. Ja s'ha confirmat: tant a l'òrbita com a la Terra -en experiments que simulen l'estat d'ingravidesa- augmenta l'apoptosi de les neurones. "Això està ple d'un deteriorament general del metabolisme i molt més. Tenint en compte que en gravetat zero el cos ja està sota atac, qualsevol canvi en el seu funcionament per pitjor pot tenir conseqüències força greus", va explicar Tsybko.

Els científics van assenyalar que, afortunadament, aquests canvis no són fatals i l'activitat física els impedeix completament. En els animals, l'activitat física es restableix en una setmana. El cervell comença a acumular de nou el temps perdut, el nivell de serotonina, dopamina torna a la normalitat amb força rapidesa. En un mes, la neurodegeneració no té temps de produir-se.

Llançar ratolins a l'espai durant més temps encara sembla problemàtic. L'educació física és un rescat per als cosmonautes L'estudi es va dur a terme en ratolins de laboratori que van fer un viatge espacial de 30 dies al biosatèl·lit Bion-M1. Els científics assenyalen que l'anatomia i la fisiologia dels ratolins són en molts aspectes similars a les humanes, els nostres genomes coincideixen en un 99%, de manera que els ratolins lineals són els objectes més adequats per estudiar els mecanismes d'adaptació a la ingravidesa. No obstant això, hi ha una diferència important: els astronautes, a diferència dels ratolins, són capaços de forçar-se conscientment a moure's, fan exercici més de quatre hores al dia, la qual cosa significa que estimulen els centres motors del cervell i minimitzen el risc de dany a la dopamina. sistema.

Tanmateix, si us quedeu en òrbita almenys dues setmanes i no feu cap exercici físic especial, aleshores, en tornar a la Terra, la condició resulta molt difícil i cal una llarga rehabilitació. "Bion" és una sèrie de naus espacials soviètiques i russes desenvolupades per TsSKB-Progress i destinades a la investigació biològica. Durant 11 vols, es van fer experiments amb 212 rates, 12 micos i una sèrie d'altres animals. El satèl·lit Bion-M1 es va llançar el 19 d'abril de 2013 i va tornar a la Terra un mes després.

A més dels ratolins, hi havia a bord gerbils mongols, sargantanes gecko, peixos, cargols d'aigua dolça i raïm, larves d'escarabats fuster, microorganismes, algues, líquens i algunes plantes superiors. Fins ara, s'ha completat l'experiment Bion-M1. Bion-M2 es llançarà en els propers anys.