Grawitacja odgrywa ogromną role w naszym życiu. To dzięki niej żyjemy, a do naszych nóg i głów pompowana jest krew. A co z ludźmi, które przez dłuższy czas żyją bez siły ciążenia?
Astronauci przebywający na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej muszą się liczyć z różnymi skutkami życia w mikrograwitacyjnym środowisku. Co dokładnie dzieje się z ich ciałem w przestrzeni kosmicznej?
1. Osłabienie fizyczne
Układ mięśniowy to największy układ organów w ludzkim ciele. Setki mięśni wykorzystywane są do trzymania wyprostowanej postawy, chodzenia czy siedzenia. Wykonują one szeroki zakres ruchu przy pomocy ziemskiej grawitacji. Mięśnie szkieletowe są bardzo "plastyczne". Odpowiednimi ćwiczeniami możemy je rozbudowywać. Działa to jednak w dwie strony. Nieużywanie mięśni, czyli na przykład podczas pobytu w kosmosie, dochodzi do zaniku i utraty siły.
Podczas długiego przebywania na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, u 37 badanych członków załogi odnotowano spadek średniej siły izokinetycznej od 8 proc. do 17 proc. Co ciekawe, wyniki przeprowadzonych badań nie różniły się znacząco przy rozróżnieniu na płeć. Utrata mięśni występuje nawet wtedy, gdy astronauci rygorystycznie przestrzegali planu treningowego. Analiza wskazuje, że po spędzeniu od 110 do 237 dni w warunkach mikrograwitacji, dochodzi do utraty około 30 proc. siły mięśniowej.
2. A co z sercem?
Wiele części układu sercowo-naczyniowego działa dzięki grawitacji. Krew z grawitacją spływa do kończyn dolnych, stamtąd mięsień sercowy wypycha krew ku górze - wracając od stopy z powrotem do serca. Brak grawitacji i dłuższy pobyt w środowisku mikrograwitacyjnnym może spowodować poważne zmiany.
Może zmienić się wielkość i kształt serca - mogą zmniejszyć się komory, co natomiast może być spowodowane zmniejszeniem objętości krwi oraz zmianą masy mięśnia sercowego. W przestrzeni kosmicznej liczba uderzeń serca na minutę jest mniejsza niż na Ziemi. Podobnie jest z ciśnieniem, które jest niższe na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ilość krwi pompowanej przez serce w przestrzeni kosmicznej drastycznie się zmniejsza. Więcej krwi pozostaje w kończynach dolnych i mniej trafia z powrotem do serca. Zanik mięśni prowadzi do ograniczenia przepływu krwi w nogach.
Zmniejszenie przepływu krwi do mięśni, w połączeniu ze stratą masy mięśniowej serca oddziałują na dotlenienie.
3. Dotlenienie organizmu
Tak zwany pułap tlenowy, czyli maksymalna ilość tlenu, który organizm może wykorzystać w trakcie ćwiczeń, przez przebywania w przestrzeni kosmicznej przyczynia się do zmniejszonej sprawności mięśni i układu krążenia. Badania wykazały, że po 9-14 dniach lotu kosmicznego, wydolność tlenowa jest zmniejszona o 20-25 proc. Natomiast po dłuższym pobycie na ISS, po pięciu, sześciu miesiącach, wydolność tlenowa zaczyna się poprawiać - choć nigdy nie osiągnie maksymalnego pułapu.
4. Gorsze kości
Grawitacja, czyli obciążenia mechaniczne, są istotnym elementem dla naszych kości. One ciągle się przebudowują - niszczą i budują. Zaangażowane są w to dwa rodzaje komórek: osteoblasty (budują i regulują) i osteoklasty (niszczą kości). Podczas lotów kosmicznych zaburzają się te procesy, co powoduje zmniejszenie gęstości mineralnej kości. Badania pokazują, że po 16-28 tygodniach występuje zanik 3,5 procenta kości.
5. Zawodzący system odpornościowy
Układ immunologiczny chroni organizm przed chorobami. Na jego nieprawidłowe funkcjonowanie wpływa promieniowanie kosmiczne, brak grawitacji, stres, izolacja, zmiana w rytmie dobowym. Jako, że astronauci przyzwyczajają się do określonego środowiska mikrobiologicznego, czyli do bakterii członków załogi, po kontakcie z innym organizmem, łatwiej mogą się zarazić. Sprawia to, że infekcje szybciej się przenoszą pomiędzy załogantami, a nawet mogą zanieczyszczać pozaziemskie "środowisko".
Na poniższym wideo możesz zobaczyć, jak wygląda codzienność astronautów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Autor: mab/rp / Źródło: IFL Science
Źródło zdjęcia głównego: NASA