Ο αστροναύτης της Nasa Frank Rubio μόλις επέστρεψε από 371 ημέρες στο διάστημα, που αποτέλεσαν ρεκόρ για τον ISS, αλλά το ταξίδι μπορεί να έχει αλλάξει τους μύες, τον εγκέφαλο, ακόμη και τα βακτήρια που ζουν στο έντερό του.
Με μερικές χειραψίες, μια σύντομη φωτογράφιση και ένα κύμα, ο αστροναύτης της Nasa Frank Rubio αποχαιρέτησε τη συλλογή από μονάδες και ηλιακούς συλλέκτες σε μέγεθος αμερικανικού γηπέδου ποδοσφαίρου που αποτέλεσε το σπίτι του τις τελευταίες 371 ημέρες. Η αναχώρησή του από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) και η επιστροφή του στη Γη σηματοδοτεί το τέλος της μεγαλύτερης μεμονωμένης διαστημικής πτήσης Αμερικανού μέχρι σήμερα.
Ο χρόνος παραμονής του σε τροχιά – ο οποίος ξεπέρασε το προηγούμενο ρεκόρ των ΗΠΑ των 355 συνεχόμενων ημερών – παρατάθηκε τον Μάρτιο, αφού το διαστημόπλοιο με το οποίο θα επέστρεφε ο ίδιος και οι σύντροφοί του, παρουσίασε διαρροή ψυκτικού υγρού. Οι επιπλέον μήνες στο διάστημα επέτρεψαν στον Ρούμπιο να πραγματοποιήσει συνολικά 5.963 περιφορές γύρω από τη Γη, διανύοντας 157,4 εκατομμύρια μίλια (253,3 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Αυτό όμως σημαίνει ότι του λείπουν περίπου δύο μήνες από το ρεκόρ της μεγαλύτερης διαστημικής πτήσης ανθρώπου – ο Ρώσος κοσμοναύτης Valeri Polyakov πέρασε 437 ημέρες στον διαστημικό σταθμό Mir στα μέσα της δεκαετίας του 1990.
Με ένα τεράστιο χαμόγελο στο πρόσωπό του, ο Ρούμπιο μεταφέρθηκε από το διαστημόπλοιο Soyuz MS-23 αφού αυτό επέστρεψε με ασφάλεια στη Γη μέσα σε ένα σύννεφο σκόνης κοντά στην πόλη Zhezkazgan στη στέπα του Καζακστάν. Το να περάσει τόσο πολύ χρόνο στο περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας του ISS θα έχει επιβαρύνει το σώμα του, γι’ αυτό και χρειάστηκε να τον σηκώσουν από την κάψουλα οι ομάδες περισυλλογής.
Το παρατεταμένο ταξίδι του στο διάστημα, ωστόσο, θα προσφέρει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με το πώς οι άνθρωποι μπορούν να αντιμετωπίσουν τις διαστημικές πτήσεις μεγάλης διάρκειας και πώς μπορούν να αντιμετωπιστούν καλύτερα τα προβλήματα που μπορεί να παρουσιάσουν. Είναι ο πρώτος αστροναύτης που θα συμμετάσχει σε μια μελέτη που εξετάζει πώς η άσκηση με περιορισμένο εξοπλισμό γυμναστικής μπορεί να επηρεάσει το ανθρώπινο σώμα.
Πρόκειται για πληροφορίες που θα αποδειχθούν ζωτικής σημασίας καθώς οι άνθρωποι θέτουν ως στόχο την αποστολή πληρωμάτων σε αποστολές για την εξερεύνηση βαθύτερων περιοχών του ηλιακού συστήματος. Ένα ταξίδι επιστροφής στον Άρη, για παράδειγμα, αναμένεται να διαρκέσει περίπου 1.100 ημέρες (λίγο περισσότερο από τρία χρόνια) σύμφωνα με τα τρέχοντα σχέδια. Το διαστημόπλοιο με το οποίο θα ταξιδέψουν θα είναι πολύ μικρότερο από τον ISS, πράγμα που σημαίνει ότι θα χρειαστούν μικρότερες ελαφριές συσκευές άσκησης.
Αλλά πέρα από τα προβλήματα διατήρησης της φυσικής κατάστασης, τι ακριβώς κάνει το διαστημικό ταξίδι στο ανθρώπινο σώμα;
Μύες και οστά…
Χωρίς τη συνεχή έλξη της βαρύτητας στα άκρα μας, η μυϊκή και οστική μάζα αρχίζει γρήγορα να μειώνεται στο διάστημα. Περισσότερο επηρεάζονται οι μύες που βοηθούν στη διατήρηση της στάσης του σώματός μας στην πλάτη, τον αυχένα, τις γάμπες και τους τετρακέφαλους – στη μικροβαρύτητα δεν χρειάζεται πλέον να εργάζονται σχεδόν τόσο σκληρά και αρχίζουν να ατροφούν. Μετά από μόλις δύο εβδομάδες η μυϊκή μάζα μπορεί να μειωθεί έως και κατά 20% και σε μεγαλύτερες αποστολές τριών έως έξι μηνών μπορεί να μειωθεί κατά 30%.

Ομοίως, επειδή οι αστροναύτες δεν υποβάλλουν τον σκελετό τους σε τόσο μεγάλη μηχανική καταπόνηση όσο όταν υπόκεινται στη γήινη βαρύτητα, τα οστά τους αρχίζουν επίσης να απομεταλλώνονται και να χάνουν την αντοχή τους. Οι αστροναύτες μπορούν να χάσουν 1-2% της οστικής τους μάζας κάθε μήνα που περνούν στο διάστημα και έως και 10% σε διάστημα έξι μηνών (στη Γη, οι ηλικιωμένοι άνδρες και γυναίκες χάνουν οστική μάζα με ρυθμό 0,5%-1% κάθε χρόνο). Αυτό μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο να υποστούν κατάγματα και να αυξήσει τον χρόνο που απαιτείται για την επούλωση. Μπορεί να χρειαστούν έως και τέσσερα χρόνια για να επανέλθει η οστική τους μάζα στο φυσιολογικό επίπεδο μετά την επιστροφή τους στη Γη.
Για να το καταπολεμήσουν αυτό, οι αστροναύτες κάνουν 2,5 ώρες την ημέρα άσκηση και εντατική προπόνηση ενώ βρίσκονται σε τροχιά στον ISS. Αυτό περιλαμβάνει μια σειρά από καθίσματα, άρσεις θανάτου, σειρές και πιέσεις πάγκου χρησιμοποιώντας μια συσκευή άσκησης με αντίσταση που έχει εγκατασταθεί στο “γυμναστήριο” του ISS, παράλληλα με τακτικές ασκήσεις σε διαδρόμους και ποδήλατα γυμναστικής. Λαμβάνουν επίσης συμπληρώματα διατροφής για να διατηρήσουν τα οστά τους όσο το δυνατόν πιο υγιή.
Μια πρόσφατη μελέτη, ωστόσο, υπογράμμισε ότι ακόμη και αυτό το καθεστώς άσκησης δεν ήταν αρκετό για να αποτρέψει τις απώλειες στη λειτουργία και το μέγεθος των μυών. Συνέστησε να εξεταστεί κατά πόσον τα υψηλότερα φορτία στις ασκήσεις αντίστασης και η διαλειμματική προπόνηση υψηλής έντασης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αντιμετώπιση αυτής της μυϊκής απώλειας.
Η έλλειψη βαρύτητας που έλκει το σώμα τους μπορεί επίσης να σημαίνει ότι οι αστροναύτες διαπιστώνουν ότι μεγαλώνουν λίγο ψηλότερα κατά τη διάρκεια της παραμονής τους στον ISS, καθώς η σπονδυλική τους στήλη επιμηκύνεται ελαφρώς. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα όπως πόνος στην πλάτη κατά την παραμονή στο διάστημα και ολίσθηση των δίσκων όταν επιστρέψουν στη Γη. Κατά τη διάρκεια μιας ενημέρωσης στον ISS πριν από την επιστροφή του στη Γη, ο ίδιος ο Rubio δήλωσε ότι η σπονδυλική του στήλη μεγαλώνει και είπε ότι αυτό μπορεί να τον βοηθήσει να αποφύγει έναν κοινό τραυματισμό στον αυχένα που μπορεί να υποστούν οι αστροναύτες όταν το διαστημόπλοιο προσγειώνεται στο έδαφος, αν προσπαθήσουν να σηκωθούν από τη θέση τους για να δουν τι συμβαίνει.
“Νομίζω ότι η σπονδυλική μου στήλη έχει επεκταθεί αρκετά ώστε να είμαι κάπως σφηνωμένος στην επένδυση του καθίσματος, οπότε δεν θα πρέπει να κινηθώ καθόλου”, είπε.
Απώλεια βάρους…
Παρόλο που το βάρος σημαίνει πολύ λίγα πράγματα όσο βρίσκεστε σε τροχιά – το περιβάλλον μικροβαρύτητας σημαίνει ότι οτιδήποτε δεν είναι προσδεδεμένο μπορεί να αιωρείται ελεύθερα στο χώρο του ISS, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπινων σωμάτων – η διατήρηση ενός υγιούς βάρους είναι μια πρόκληση όσο βρίσκεστε σε τροχιά. Παρόλο που η Nasa προσπαθεί να διασφαλίσει ότι οι αστροναύτες της έχουν ένα ευρύ φάσμα θρεπτικών τροφών, συμπεριλαμβανομένων πιο πρόσφατα μερικών φύλλων σαλάτας που καλλιεργούνται στον διαστημικό σταθμό, μπορεί ακόμα να επηρεάσει το σώμα ενός αστροναύτη. Ο Scott Kelly, αστροναύτης της Nasa που έλαβε μέρος στην πιο εκτεταμένη μελέτη των επιπτώσεων των μακροχρόνιων διαστημικών πτήσεων, αφού παρέμεινε στον ISS για 340 ημέρες, ενώ ο δίδυμος αδελφός του έμεινε πίσω στη Γη, έχασε το 7% της μάζας του σώματός του ενώ βρισκόταν σε τροχιά.
Οι ερευνητές που εξέτασαν τον Scott Kelly μετά το ταξίδι του στον ISS διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια και οι μύκητες που ζούσαν στο έντερό του είχαν αλλάξει βαθιά σε σχέση με πριν πετάξει στο διάστημα
Όραση…
Στη Γη, η βαρύτητα συμβάλλει στο να πιέζεται το αίμα στο σώμα μας προς τα κάτω, ενώ η καρδιά το αντλεί και πάλι προς τα πάνω. Στο διάστημα, ωστόσο, η διαδικασία αυτή διαταράσσεται (αν και το σώμα προσαρμόζεται κάπως) και το αίμα μπορεί να συσσωρευτεί στο κεφάλι περισσότερο από ό,τι θα συνέβαινε κανονικά. Κάποιο από αυτό το υγρό μπορεί να συσσωρευτεί στο πίσω μέρος του ματιού και γύρω από το οπτικό νεύρο, οδηγώντας σε οίδημα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγές στην όραση, όπως μειωμένη ευκρίνεια και δομικές αλλαγές στο ίδιο το μάτι. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να αρχίσουν να εμφανίζονται μετά από μόλις δύο εβδομάδες στο διάστημα, αλλά όσο περνάει αυτός ο χρόνος, ο κίνδυνος αυξάνεται. Ορισμένες από τις αλλαγές στην όραση αντιστρέφονται εντός περίπου ενός έτους από την επιστροφή των αστροναυτών στη Γη, αλλά άλλες μπορεί να είναι μόνιμες.
Η έκθεση στις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες και στα ενεργητικά ηλιακά σωματίδια μπορεί επίσης να οδηγήσει σε άλλα οφθαλμικά προβλήματα. Η ατμόσφαιρα της Γης μας προστατεύει από αυτά, αλλά μόλις βρεθούμε σε τροχιά στον ISS, η προστασία αυτή εξαφανίζεται. Ενώ τα διαστημόπλοια μπορούν να φέρουν θωράκιση για να κρατήσουν μακριά την υπερβολική ακτινοβολία, οι αστροναύτες στον ISS έχουν αναφέρει ότι βλέπουν λάμψεις στα μάτια τους καθώς οι κοσμικές ακτίνες και τα ηλιακά σωματίδια χτυπούν τον αμφιβληστροειδή και τα οπτικά τους νεύρα.
Νευρική Ανορεξία…
Μετά τη μακρά παραμονή του στον ISS, ωστόσο, διαπιστώθηκε ότι οι γνωστικές επιδόσεις του Kelly είχαν αλλάξει ελάχιστα και είχαν παραμείνει σχετικά ίδιες με εκείνες του αδελφού του στο έδαφος. Ωστόσο, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η ταχύτητα και η ακρίβεια των γνωστικών επιδόσεων του Kelly μειώθηκαν για περίπου έξι μήνες μετά την προσγείωσή του, πιθανώς καθώς ο εγκέφαλός του επαναπροσαρμόστηκε στη βαρύτητα της Γης και στον πολύ διαφορετικό τρόπο ζωής του στην πατρίδα.
Μια μελέτη σχετικά με έναν Ρώσο κοσμοναύτη που πέρασε 169 ημέρες στον ISS το 2014 αποκάλυψε επίσης ότι φαίνεται να συμβαίνουν κάποιες αλλαγές στον ίδιο τον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της παραμονής του σε τροχιά. Διαπιστώθηκε ότι υπήρξαν αλλαγές στα επίπεδα νευρικής συνδεσιμότητας σε τμήματα του εγκεφάλου που σχετίζονται με την κινητική λειτουργία – με άλλα λόγια, την κίνηση – και επίσης στον αιθουσαίο φλοιό, ο οποίος παίζει σημαντικό ρόλο στον προσανατολισμό, την ισορροπία και την αντίληψη της κίνησής μας. Αυτό ίσως δεν προκαλεί έκπληξη δεδομένης της ιδιόμορφης φύσης της έλλειψης βαρύτητας κατά τη διάρκεια της παραμονής στο διάστημα- οι αστροναύτες πρέπει συχνά να μάθουν πώς να κινούνται αποτελεσματικά χωρίς τη βαρύτητα να τους αγκυρώνει σε οτιδήποτε και να προσαρμόζονται σε έναν κόσμο όπου δεν υπάρχει ούτε πάνω ούτε κάτω.

Μια πιο πρόσφατη μελέτη έχει εγείρει ανησυχίες σχετικά με άλλες αλλαγές στη δομή του εγκεφάλου που μπορεί να προκύψουν κατά τη διάρκεια μακροχρόνιων διαστημικών αποστολών. Οι κοιλότητες στον εγκέφαλο που είναι γνωστές ως δεξιά πλάγια και τρίτη κοιλία (υπεύθυνες για την αποθήκευση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού, την παροχή θρεπτικών συστατικών στον εγκέφαλο και την απόρριψη των αποβλήτων) μπορεί να διογκωθούν και να χρειαστούν έως και τρία χρόνια για να συρρικνωθούν στο κανονικό τους μέγεθος.
Φιλικά βακτήρια…
Από τις έρευνες των τελευταίων ετών προκύπτει ότι ένα σημαντικό κλειδί για την καλή υγεία είναι η σύνθεση και η ποικιλομορφία των μικροοργανισμών που ζουν μέσα και πάνω στο σώμα μας. Αυτός ο μικροβιόκοσμος μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο χωνεύουμε τις τροφές, να επηρεάσει τα επίπεδα φλεγμονής στο σώμα μας και να μεταβάλει ακόμη και τον τρόπο με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλός μας.
Οι ερευνητές που εξέτασαν τον Kelly μετά το ταξίδι του στον ISS διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια και οι μύκητες που ζούσαν στο έντερό του είχαν αλλάξει βαθιά σε σχέση με πριν πετάξει στο διάστημα. Αυτό ίσως να μην είναι εντελώς περίεργο, δεδομένης της πολύ διαφορετικής τροφής που έτρωγε και της αλλαγής των ανθρώπων με τους οποίους περνούσε τις μέρες του (λαμβάνουμε μια τρομακτική ποσότητα μικροοργανισμών του εντέρου και του στόματος από τους ανθρώπους με τους οποίους ζούμε μαζί). Αλλά η έκθεση σε ακτινοβολία και η χρήση ανακυκλωμένου νερού, μαζί με τις αλλαγές στη σωματική του δραστηριότητα, θα μπορούσαν επίσης να έχουν παίξει ρόλο. (Μάθετε περισσότερα για το πώς η άσκηση επηρεάζει τα μικρόβια του εντέρου σας).
Δέρμα…
Παρόλο που έχουν υπάρξει πλέον πέντε αστροναύτες της Nasa που έχουν περάσει περισσότερες από 300 ημέρες σε τροχιά, πρέπει να ευχαριστήσουμε και πάλι τον Kelly για τις γνώσεις σχετικά με το πώς τα πήγαινε το δέρμα του ενώ βρισκόταν σε τροχιά. Διαπιστώθηκε ότι το δέρμα του είχε αυξημένη ευαισθησία και εξάνθημα για περίπου έξι ημέρες μετά την επιστροφή του από τον διαστημικό σταθμό. Οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η έλλειψη δερματικής διέγερσης κατά τη διάρκεια της αποστολής μπορεί να συνέβαλε στο δερματικό του παράπονο.

Γονίδια…
Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα από το παρατεταμένο ταξίδι του Kelly στο διάστημα ήταν οι επιπτώσεις που είχε στο DNA του. Στο τέλος κάθε κλώνου του DNA υπάρχουν δομές γνωστές ως τελομερή, οι οποίες πιστεύεται ότι βοηθούν στην προστασία των γονιδίων μας από βλάβες. Καθώς γερνάμε, αυτά μικραίνουν, αλλά η έρευνα στον Kelly και σε άλλους αστροναύτες αποκάλυψε ότι τα διαστημικά ταξίδια φαίνεται να μεταβάλλουν το μήκος αυτών των τελομερών.
“Το πιο εντυπωσιακό, ωστόσο, ήταν η διαπίστωση ότι τα τελομερή ήταν σημαντικά μακρύτερα κατά τη διάρκεια των διαστημικών πτήσεων”, λέει η Σούζαν Μπέιλι, καθηγήτρια περιβαλλοντικής και ακτινολογικής υγείας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, η οποία συμμετείχε στην ομάδα που μελέτησε τον Κέλι και τον αδελφό του. Η ίδια έχει κάνει ξεχωριστές μελέτες με άλλους 10 αστροναύτες που δεν σχετίζονται μεταξύ τους και οι οποίοι συμμετείχαν σε μικρότερες αποστολές διάρκειας περίπου έξι μηνών. “Επίσης απροσδόκητο ήταν ότι το μήκος των τελομερών μειώθηκε γρήγορα κατά την επιστροφή στη Γη για όλα τα μέλη του πληρώματος. Με ιδιαίτερη σημασία για τη μακροπρόθεσμη πορεία της υγείας και της γήρανσης, οι αστροναύτες είχαν γενικά πολύ περισσότερα σύντομα τελομερή μετά τη διαστημική πτήση από ό,τι πριν”.
Το γιατί ακριβώς συμβαίνει αυτό, λέει η ίδια, είναι ακόμη υπό διαλεύκανση. “Έχουμε κάποιες ενδείξεις, αλλά πρόσθετα μέλη πληρώματος μακράς διάρκειας – όπως ο Rubio, ο οποίος πέρασε ένα χρόνο στο διάστημα – θα είναι ζωτικής σημασίας για τον πραγματικό χαρακτηρισμό και την κατανόηση αυτής της αντίδρασης και των πιθανών αποτελεσμάτων για την υγεία”.
Μια πιθανή αιτία θα μπορούσε να είναι η έκθεση στο σύνθετο μείγμα ακτινοβολίας κατά την παραμονή στο διάστημα. Οι αστροναύτες που υφίστανται μακροχρόνια έκθεση ενώ βρίσκονται σε τροχιά εμφανίζουν σημάδια βλάβης του DNA, λέει η ίδια.
Υπήρξαν επίσης κάποιες αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση – ο μηχανισμός που διαβάζει το DNA για την παραγωγή πρωτεϊνών στα κύτταρα – που παρατηρήθηκαν στον Kelly και μπορεί να σχετίζονται με το ταξίδι του στο διάστημα. Ορισμένες από αυτές αφορούσαν την αντίδραση του οργανισμού στη βλάβη του DNA, τον σχηματισμό των οστών και την αντίδραση του ανοσοποιητικού συστήματος στο στρες. Οι περισσότερες από αυτές τις αλλαγές, ωστόσο, είχαν επανέλθει στο φυσιολογικό εντός έξι μηνών από την επιστροφή του στη Γη.
Ανοσοποιητικό σύστημα…
Ο Kelly έλαβε μια σειρά εμβολίων πριν, κατά τη διάρκεια και μετά το ταξίδι του στο διάστημα και το ανοσοποιητικό του σύστημα βρέθηκε να αντιδρά κανονικά. Όμως η έρευνα της Bailey διαπίστωσε ότι οι αστροναύτες υποφέρουν από κάποιες μειώσεις στον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων, οι οποίες συμβαδίζουν με τις δόσεις ακτινοβολίας που λαμβάνουν κατά τη διάρκεια της παραμονής τους σε τροχιά.
Υπάρχουν ακόμη πολλά ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν, ωστόσο, σχετικά με τις επιπτώσεις που μπορεί να έχουν τα διαστημικά ταξίδια σε ένα δίποδο, με μεγάλο μυαλό είδος που εξελίχθηκε για να ζει στη Γη. Καθώς ο Ρούμπιο αναρρώνει από τις 371 ημέρες του στο διάστημα, οι ερευνητές αναμφίβολα θα εξετάζουν τις ιατρικές εξετάσεις, τα δείγματα αίματος και τις σαρώσεις του για να δουν τι περισσότερο μπορούν να μάθουν.
Με πληροφορίες από bbc.com