Długie przebywanie w przestrzeni kosmicznej w niektórych przypadkach nieodwracalnie uszkadza strukturę kości i może sprawić, że część ludzkiego szkieletu starzeje się przedwcześnie nawet o 10 lat. To właśnie odkrył naukowiec z Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) wraz z innymi naukowcami z Niemiec, Kanady i USA. Dostosowane programy treningowe w połączeniu z lekami mogłyby zapewnić lepszą ochronę astronautów podczas przyszłych misji kosmicznych. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia, które teraz będą również wykorzystywane w leczeniu schorzeń reumatycznych w praktyce klinicznej, w czasopiśmie naukowym Nature Scientific Reports.
Czy ludzie pewnego dnia polecą na Marsa? Taka misja jest przedmiotem debaty od kilkudziesięciu lat i nie zależy po prostu od wymogów technicznych.
Jeśli człowiek będzie przebywał w przestrzeni kosmicznej przez trzy lata, musimy mieć na uwadze także związane z tym zagrożenia dla zdrowia. Dotyczy to już dziś misji, w których astronauci poddawani są warunkom zerowej grawitacji zwykle nie dłużej niż przez sześć miesięcy.”
Dr Anna-Maria Liphardt
Po podróży kosmicznej: Kości starzeją się nawet o dziesięć lat
Liphardt jest naukowcem w dziedzinie sportu i uzyskała stopień doktora w Niemieckim Centrum Lotnictwa (DLR) i Niemieckim Uniwersytecie Sportowym w Kolonii, a obecnie bada wpływ chorób reumatyczno-zapalnych na ludzki szkielet na Universitätsklinikum Erlangen. Wraz z innymi naukowcami z Niemiec, Kanady i USA, w ramach długoterminowych badań, badała jak struktura kości zmienia się w przestrzeni kosmicznej i jak wraca na Ziemię. 14 mężczyzn i trzy kobiety zostały zbadane przed lotem w kosmos oraz sześć i dwanaście miesięcy po powrocie. Zmierzono gęstość i wytrzymałość kości piszczelowej i promieniowej (kości podudzia i kości ramienia), a także mikrostrukturę trabekularną wewnątrz kości. Zmierzono również obrót kostny za pomocą biomarkerów w ich krwi i moczu.
Wyniki są niepokojące: Nawet dwanaście miesięcy po zakończeniu misji w kosmosie, dziewięciu z 17 astronautów nie odzyskało całkowicie sprawności i miało zmniejszenie wytrzymałości i gęstości mineralnej kości nawet o 2 procent.
„To może nie brzmi jak dużo, ale odpowiada związanej z wiekiem utracie kości o co najmniej dekadę” – wyjaśnia Anna-Maria Liphardt. „Dla osób dotkniętych chorobą oznacza to, że będą musiały spodziewać się znacznie wcześniejszego początku osteoporozy i podatności na złamania”.
W przeciwieństwie do starzenia się na Ziemi, wewnętrzna struktura kości astronautów jest dotknięta bardziej niż okostna na zewnętrznej powierzchni. Niektórzy z badanych astronautów mają nawet nieodwracalne uszkodzenia jednostek w kształcie pręta lub trabeculae. „Byliśmy w stanie wykazać, że regeneracja jest tym trudniejsza, im dłużej astronauci przebywali w przestrzeni kosmicznej” – mówi Liphardt.
Astronauci z wyższym obrotem kostnym przed lotem kosmicznym mieli również bardziej znaczące problemy z regeneracją kości. „Obrót kostny to proces, w którym komórki ulegają rozpadowi i tworzą się nowe” – wyjaśnia Liphardt. „Ludzie o wyższym poziomie aktywności mają wyższy obrót kostny, a wyzwaniem jest utrzymanie tych poziomów aktywności podczas misji w kosmosie”. Chociaż ISS posiada różnego rodzaju sprzęt, taki jak maszyna do biegania, rowerek do ćwiczeń i program treningu siłowego dla astronautów, aby utrzymać ich poziom aktywności, dostosowanie programów treningowych podczas lotów kosmicznych, aby lepiej zaspokoić indywidualne potrzeby astronautów jest kluczowe. Liphardt: „Opracowanie nowego sprzętu sportowego, który działa w warunkach zerowej grawitacji i który nie zajmuje dużo miejsca, jest szczególnie wymagające.”
Astronauci mogliby również skorzystać z leków, jeśli są one przyjmowane podczas lotów kosmicznych oprócz programów ćwiczeń. Te leki obejmują na przykład bisfosfoniany, które są już z powodzeniem stosowane w leczeniu i zapobieganiu osteoporozie, ponieważ zapobiegają degradacji kości. „Bisfosfoniany są już stosowane przez NASA, ale nie wiemy jeszcze wystarczająco dużo o tym, jak dokładnie działają w mikrograwitacji” – wyjaśnia Liphardt. „Zalecamy prowadzenie dalszych systematycznych badań nad połączeniem terapii medycznej i ćwiczeń fizycznych”.
