Vsebina
Mikrogravitacija oslabi tako kosti kot mišice. Učinki so med seboj povezani, saj oslabitev mišic pospeši oslabitev kosti. To lahko pusti astronavtom dolgotrajno izgubo mišic in kosti. Razumevanje - in upajmo, boj - učinkov mikrogravitacije na kosti in mišice astronavtov predstavlja kritičen izziv za vesoljsko potovanje.
Moč mišic
Mikrogravitacija oslabi mišice na več načinov, ki so jih raziskali v študiji leta 2003 na Univerzi v Vidmu v Italiji. Po približno 240 dneh vesolja astronavti skupno moč padejo na približno 70 odstotkov njihove začetne moči. Človeške mišice imajo dve vrsti mišičnih vlaken, ki vplivajo nekoliko drugače, čeprav obe oslabita. Vlakna, ki počasi trzajo, oslabijo približno z enako hitrostjo kot skupna moč. Vendar se mišična vlakna s hitrim trtenjem še hitreje atrofirajo in imajo po približno pol leta približno 45 odstotkov svoje začetne moči. Zaradi tega so mišice astronavtov močno oslabljene. Zanimivo je, da se izguba mišic zgodi najbolj radikalno v zgornjem delu telesa, medtem ko izguba kosti ponavadi povzroči najresnejše učinke v spodnjem delu telesa.
Izguba kosti
Mikrogravitacija povzroča osteopenijo, izgubo kostne gostote, stanje, povezano z osteoporozo. V resnici je po dr. Jayu Shapiru, vodji ekipe za raziskave kosti na Nacionalnem vesoljskem biomedicinskem raziskovalnem inštitutu, "obseg te težave (NASA) privedel do tega, da je NASA štela, da je izguba kosti povezana s tveganjem podaljšanih vesoljskih poletov. Glavna sestavina tega problema izvira iz dejavnosti na celični ravni. V normalnih pogojih se celice, imenovane osteoklasti, lomijo kosti, medtem ko osteoblasti druge vrste kostnih celic hkrati ustvarijo novo kost. Vendar pa se osteoblasti odzivajo na stres, kostne kosti, kjer telo pritiska nanjo. V vesolju kosti čutijo zelo malo stresa, saj gravitacija ne vleče kosti in oslabljene mišice dajo manj stresa na kosti. To povzroči, da proces raztrganja stare kosti in gradnje nove kosti izpade iz sinhronizacije, kar ima za posledico oslabljene kosti. Toda zdi, da k vprašanju prispevajo tudi drugi dejavniki. Na primer, telo nagiba k proizvajanju nepravilnih kolagenskih vlaken v mikrogravitaciji, kar prispeva k slabšanju zdravja kosti.
Simptomi mikrogravitacije
Na klinični ravni te spremembe v kosteh in mišicah povzročajo veliko težav astronavtom. Izguba kosti je najbolj izrazita v spodnji polovici telesa, kjer lahko astronavti izgubijo 1 do 2 odstotka svoje kostne mase na mesec, čeprav se zdi, da se pri najdaljših vesoljskih poletih izravna približno 20-odstotna izguba kosti. Oslabitev kosti in mišic navsezadnje spominja na učinke podaljšanih obdobij v postelji. Astronavti potrebujejo čas, da svoje mišice ponovno prilagodijo gravitaciji Zemlje. Poleg tega kalcij nastaja v krvi, ko kosti izgubljajo maso. To spodbuja ledvične kamne pri astronavtih.
Proti zdravstvenim težavam
Nasa ima na voljo več metod za boj proti tem razmeram. Prvič, vadba v prostoru pomaga zmanjšati izgubo kosti in mišično šibkost. Dodajanje vaj "eksplozivnega" tipa z nenadnimi gibi lahko še poveča prednost vadbe pri preprečevanju najhujših učinkov mikrogravitacije. Prav tako lahko vadba v centrifugi še dodatno zmanjša dolgoročne učinke mikrogravitacije in pomaga krepiti mišice srca. Poleg tega so spremembe v prehrani astronavtov pokazale obljub za zmanjšanje učinkov mikrogravitacije na kosti in mišice. Nazadnje je NASA začela eksperimentirati z uporabo zdravil za boj proti izgubi kosti. Konkretno, NASA je začela izdajati astronavte bisfosfonat, zdravilo, ki se uporablja za zdravljenje in preprečevanje osteoporoze na Zemlji. Znanstveniki upajo, da razumevanje izgube kosti zaradi mikrogravitacije lahko pomeni boljše zdravljenje ljudi na zemlji s kostnimi motnjami, kot je osteoporoza.