ทำไมนักบินอวกาศบางคนกลับมาจากสถานีอวกาศนานาชาติที่ต้องการแว่นตา ปัญหาเกี่ยวกับดวงตาเป็นหนึ่งในปัญหาที่ใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นในช่วงสามถึงสี่ปีที่ผ่านมาของวิทยาศาสตร์สถานีอวกาศซึ่งส่งผลกระทบต่อนักบินอวกาศ 20% และสำนักงานนักบินอวกาศกำลังจัดการปัญหานี้อย่างจริงจังสก็อตต์สมิ ธ ผู้เป็นหัวหน้าห้องปฏิบัติการชีวเคมีทางโภชนาการที่ศูนย์อวกาศจอห์นสันระบุ
นี่เป็นตัวอย่างหนึ่งของการที่การอยู่เป็นเวลานานในเที่ยวบินสามารถเปลี่ยนแปลงสุขภาพของคุณได้ แม้จะมีความพยายามอย่างดีที่สุดของนาซ่ากระดูกและกล้ามเนื้อก็อ่อนแรงและต้องมีการฟื้นฟูหลายเดือนหลังจากนักบินอวกาศใช้เวลาครึ่งปีไปกับสถานีอวกาศ แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีความก้าวหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจกับสิ่งที่ microgravity ทำกับร่างกายมนุษย์ - และวิธีการแก้ไข
ยกตัวอย่างปัญหาการมองเห็น แพทย์เชื่อว่าการไหลของของเหลวที่เพิ่มขึ้นในหัวเพิ่มแรงกดดันต่อเส้นประสาทตาซึ่งเป็นจุดที่ด้านหลังของดวงตาที่มีผลต่อการมองเห็น มีบางสิ่งที่อาจกระทบ:
- การออกกำลังกาย. นักบินอวกาศได้รับการบอกกล่าวให้จัดสรร 2.5 ชั่วโมงสำหรับการออกกำลังกายในสถานีอวกาศนานาชาติทุกวันซึ่งแปลว่าประมาณ 1.5 ชั่วโมงของกิจกรรมหลังจากการติดตั้งและการเปลี่ยนผ่าน การยกน้ำหนักบีบอัดกล้ามเนื้อและสามารถบังคับเลือดเข้าสู่หัวได้มากขึ้น นาซ่าติดตั้งอุปกรณ์การออกกำลังกายตัวต้านทานขั้นสูงลงบนสถานีอวกาศที่มีประสิทธิภาพมากกว่ารุ่นก่อน แต่บางทีนี่อาจเป็นสาเหตุของปัญหาการมองเห็นด้วยเช่นกัน “ เป็นเรื่องน่าขันที่อุปกรณ์ออกกำลังกายที่เราตื่นเต้นเกี่ยวกับการทำงานของกล้ามเนื้อและกระดูกอาจทำให้ดวงตาเจ็บปวด”
- ระดับ CO2. ก๊าซนี้ (ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติเมื่อมนุษย์หายใจออก) เป็น“ ค่อนข้างสูง” บนสถานีอวกาศเพราะมันใช้พลังงานมากขึ้นและมีอุปกรณ์มากขึ้นในการรักษาบรรยากาศให้สะอาดสมิ ธ กล่าว “ การได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดที่ศีรษะของคุณ” เขากล่าว หากพบว่านี่เป็นสาเหตุเขาเสริมนาซ่าก็พร้อมที่จะทำการเปลี่ยนแปลงเพื่อลดระดับ CO2 บนสถานี
- ปัญหาโฟเลต (วิตามินบี)จากข้อมูลของเลือดและปัสสาวะที่เก็บรวบรวมมาตั้งแต่ก่อนที่องค์การนาซ่าจะเริ่มมองปัญหานี้พวกเขาได้ดูเส้นทางทางชีวเคมี (สารอาหาร) ในร่างกายที่ย้ายหน่วยคาร์บอนจากสารประกอบหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสังเคราะห์ DNA และสร้างกรดอะมิโนและเกี่ยวข้องกับวิตามินและสารอาหารหลายอย่าง หลังจากนักวิทยาศาสตร์เริ่มสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในโฟเลต (รูปแบบของวิตามินบี) พวกเขาตรวจสอบเพิ่มเติมและพบสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับ homocysteine ซึ่งเป็นกรดอะมิโนชนิดหนึ่งที่เป็นหัวใจของเส้นทางคาร์บอนนี้ ปรากฎว่านักบินอวกาศเหล่านั้นมีปัญหาการมองเห็นหลังจากการบินมี homocysteine ในระดับสูงกว่า (แต่ไม่ผิดปกติ) ในเลือดก่อนออกเดินทางตามที่ตีพิมพ์ที่นี่
“ มันเป็นการคาดเดา แต่เราคิดว่าความแตกต่างทางพันธุกรรมในทางเดินนี้อาจเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของคุณต่อสิ่งที่มีผลต่อการไหลเวียนของเลือดในหัว” สมิ ธ กล่าว
หลังจากพบหลักฐาน "สภาพแวดล้อม" ที่สำคัญเหล่านี้ของความบกพร่องทางพันธุกรรมต่อปัญหาการมองเห็นพวกเขาเสนอการทดลองเพื่อดูยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญคาร์บอนหนึ่งครั้ง “ เพื่อให้คุณเห็นถึงความสำคัญของปัญหานี้เราจึงไปหาลูกเรือทุกคนที่บินไปยังสถานีอวกาศหรือจะบินไปที่สถานีอวกาศ เราถามว่าพวกเขาจะให้ตัวอย่างเลือดกับเราหรือไม่และดูยีนของพวกเขาเพื่อหาปริมาณเมทไธโอโบลิสเตอโรนหนึ่งคาร์บอน” เขากล่าว “ เราเข้าหานักบินอวกาศ 72 คนเพื่อทำเช่นนั้นและ 70 ในนั้นให้เลือดแก่เราซึ่งไม่เคยได้ยิน”
ในขณะที่องค์การนาซ่าพยายามที่จะตอกย้ำสิ่งที่เกิดขึ้นกับวิสัยทัศน์ของมนุษย์อวกาศหน่วยงานมีความก้าวหน้าอย่างมากในการรักษาความหนาแน่นของกระดูกในระหว่างเที่ยวบินเป็นครั้งแรกในรอบ 50 ปีของการบินอวกาศ
เราได้กล่าวถึงอุปกรณ์การออกกำลังกายขั้นสูง Resistive ซึ่งเป็นอุปกรณ์ยกน้ำหนักวงโคจรที่ติดตั้งและใช้งานครั้งแรกระหว่าง Expedition 18 ในปี 2008 และมีการใช้งานบนสถานีอวกาศนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา เป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ของอุปกรณ์การออกกำลังกายแบบ Resistive ชั่วคราว (iRED) ก่อนหน้านี้ซึ่งไม่ได้ให้การต่อต้านที่เพียงพอทำให้นักบินอวกาศบางคน "เกิน" ในอุปกรณ์และไม่สามารถเพิ่มน้ำหนักยกน้ำหนักได้อีกหลังจากผ่านไปหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน
“ เราบิน iRED ไปที่สถานีและการสูญเสียมวลกระดูกในสถานีดูเหมือนกับที่ Mir ทำนั่นคือไม่มีอุปกรณ์ออกกำลังกายที่ต้านทานได้” Smith กล่าว แต่นั่นเปลี่ยนไปอย่างมากกับ ARED ซึ่งมีความสามารถในการโหลดมากเป็นสองเท่า ลูกเรือกินดีกว่ารักษาน้ำหนักตัวและมีระดับวิตามินดีขึ้นกว่าเมื่อก่อน ส่วนใหญ่โดดเด่นพวกเขารักษาความหนาแน่นของกระดูกในระดับ preflight ตามที่บทความนี้แสดง
ในขณะที่เราคิดว่ากระดูกเป็นเหมือนซีเมนต์และไม่เปลี่ยนแปลง (อย่างน้อยก็จนกว่าคุณจะแตกหัก) แต่จริงๆแล้วมันเป็นอวัยวะที่ทำลายและปฏิรูปอยู่เสมอ เมื่อการสลายตัวเร่งเช่นเมื่อคุณไม่วางน้ำหนักไว้ในวงโคจรคุณจะสูญเสียความหนาแน่นของกระดูกและมีความเสี่ยงสูงต่อการแตกหัก
ทำไมไม่เป็นที่รู้จักยกเว้นบอกว่ากระดูกดูเหมือนจะพึ่งพา“ สัญญาณ” บางประเภทที่ระบุว่าน้ำหนักหรือน้ำหนักถูกใส่ลงไป ในทางกลับกันถ้าคุณต้องเพิ่มน้ำหนักให้กับกระดูกของคุณมากขึ้น - บางทีอาจจะแบกเป้น้ำหนักมากขึ้น - โครงกระดูกของคุณจะค่อยๆใหญ่ขึ้นเพื่อรองรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น
ในขณะที่มันน่าตื่นเต้นที่ ARED รักษาความหนาแน่นของกระดูกคำถามคือร่างกายสามารถรักษาสองกระบวนการที่เกิดขึ้นได้เร็วกว่าเที่ยวบินก่อนหรือไม่นั่นคือการสลายและการสะสมของกระดูก Smith จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อระบุว่าสิ่งนี้มีผลต่อความแข็งแรงของกระดูกหรือไม่ซึ่งสำคัญกว่าความหนาแน่นของแร่ธาตุในท้ายที่สุด โภชนาการและการออกกำลังกายอาจได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้สามารถรักษากระดูกได้ดียิ่งขึ้น
นั่นเป็นหนึ่งในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ตื่นเต้นที่ได้ศึกษาด้วยภารกิจหนึ่งปีที่จะเกิดขึ้นกับสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อ Scott Kelly (NASA) และ Mikhail Kornienko (Roscosmos) เป็นหนึ่งในจำนวนน้อยคนที่จะทำหนึ่งปีติดต่อกัน ในที่ว่าง. กระดูก "การเปลี่ยนแปลง" ไม่ได้เลื่อนระดับหลังจากผ่านไปหกเดือน แต่อาจจะใกล้เคียงกับหนึ่งปี
สมิ ธ ชี้ให้เห็นถึงคุณภาพของข้อมูลสุขภาพที่ได้รับการปรับปรุงด้วยเช่นกันตั้งแต่ภารกิจ Mir ระยะยาวในช่วงต้นถึงกลางปี 1990 เครื่องหมายเฉพาะของการสลายตัวของกระดูกและการก่อตัวเพิ่งถูกค้นพบและนำไปใช้ในช่วงเวลานั้นในขณะที่วันนี้พวกเขาใช้กันทั่วไปในทางการแพทย์ ระหว่างนั้นและความจริงที่ว่าข้อมูล Mir ของนาซ่านั้นมาจากภารกิจระยะเวลาอันสั้นสมิ ธ กล่าวว่าเขาหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะได้เห็นปีในอวกาศที่จะบอกนักวิทยาศาสตร์
นี่เป็นการสรุปชุดสามส่วนต่อสุขภาพของนักบินอวกาศ สองวันที่ผ่านมา: ทำไมวิทยาศาสตร์ของมนุษย์จึงยากที่จะทำในอวกาศ เมื่อวาน: เราจะออกกำลังกายใน Zero G อย่างไร
