Έτοιμη για τον Άρη η ανθρώπινη καρδιά: Τι έδειξε το νέο πείραμα σε 13 αστροναύτες

Σύνοψη

• Νέα ιατρική έρευνα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Circulation αναλύει τα δεδομένα από 13 αστροναύτες έπειτα από έξι μήνες παραμονής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.
• Παρά τις αρχικές δυσκολίες προσαρμογής του οργανισμού, η καρδιακή λειτουργία των αστροναυτών επανήλθε στα φυσιολογικά επίπεδα χάρη στην εντατική καθημερινή άσκηση διάρκειας δύο ωρών.
• Η έκθεση των αστροναυτών σε συνθήκες προσομοίωσης αρειανής βαρύτητας, η οποία αντιστοιχεί στο 38% της γήινης, δεν προκάλεσε καρδιαγγειακή καταπόνηση ούτε συμπτώματα ορθοστατικής υπότασης μετά την επιστροφή τους στη Γη.
• Τα ευρήματα από τα πανεπιστήμια Northwestern, UT Southwestern και UT Houston αποδεικνύουν ιατρικά ότι ο ανθρώπινος οργανισμός διαθέτει τους απαραίτητους μηχανισμούς για να ανταπεξέλθει στις απαιτήσεις της εξερεύνησης του Κόκκινου Πλανήτη.

Σύμφωνα με τη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο ιατρικό περιοδικό Circulation, η ανθρώπινη καρδιά μπορεί να ανταπεξέλθει επιτυχώς σε ένα πολυετές ταξίδι προς τον πλανήτη Άρη, υπό την προϋπόθεση ότι οι αστροναύτες θα ακολουθούν απαρέγκλιτα ένα αυστηρό πρόγραμμα καθημερινής άσκησης. Η έρευνα σε 13 αστροναύτες του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού επιβεβαίωσε ότι το καρδιαγγειακό σύστημα προσαρμόζεται πλήρως στις συνθήκες έλλειψης βαρύτητας και αντέχει την αρειανή βαρύτητα χωρίς λειτουργικά προβλήματα κατά τη μετάβαση.

Η πολύμηνη παραμονή στο Διάστημα επιβάλλει πρωτοφανείς προκλήσεις στον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς η παντελής απουσία της βαρύτητας μεταβάλλει ριζικά τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα ζωτικά όργανα και κυρίως η καρδιά. Οι ερευνητές από το πανεπιστήμιο Northwestern Medicine, σε στενή συνεργασία με το UT Southwestern Medical Center και το UTHealth Houston, εστίασαν την προσοχή τους στην παρακολούθηση αυτών των 13 αστροναυτών που διέμειναν περίπου έξι μήνες σε τροχιά γύρω από τη Γη, προκειμένου να κατανοήσουν βαθύτερα τις επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο καρδιαγγειακό σύστημα. Τα ευρήματα, τα οποία αποτελούν μέρος μιας ευρύτερης προσπάθειας να αξιολογηθεί η ετοιμότητα της ανθρωπότητας για τις επερχόμενες επανδρωμένες αποστολές στο μακρινό διάστημα, προσφέρουν τεκμηριωμένες απαντήσεις στα κρίσιμα ερωτήματα που απασχολούν τις διαστημικές υπηρεσίες παγκοσμίως.

Μια από τις μεγαλύτερες ιατρικές προκλήσεις των διαστημικών ταξιδιών αφορά άμεσα τη διαχείριση των υγρών του σώματος. Στη Γη, η βαρύτητα τραβάει διαρκώς το αίμα προς τα κάτω άκρα και η καρδιά εργάζεται σκληρά, λειτουργώντας ως αντλία που πρέπει να υπερνικήσει αυτή την ελκτική δύναμη για να τροφοδοτήσει επαρκώς τον εγκέφαλο. Σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο. Τα σωματικά υγρά κατανέμονται ομοιόμορφα και μετατοπίζονται προς το πάνω μέρος του σώματος προκαλώντας συχνά χαρακτηριστικό πρήξιμο στο πρόσωπο, ενώ ταυτόχρονα το καρδιαγγειακό σύστημα εισέρχεται σε καθεστώς απόλυτης χαλάρωσης. Ο μυς της καρδιάς αρχίζει να ατροφεί εφόσον ο καθημερινός φόρτος εργασίας έχει πρακτικά εκμηδενιστεί, γεγονός που καθιστά σαφές πως εάν η κατάσταση αφεθεί ανεξέλεγκτη σε ένα μακρινό ταξίδι δέκα ή περισσότερων μηνών, οι αστροναύτες θα έφταναν στον προορισμό τους χωρίς να έχουν την απαραίτητη φυσική κατάσταση για να σταθούν στα πόδια τους.

Η αρχική καταπόνηση και ο μηχανισμός προσαρμογής

Κατά τις πρώτες δύο εβδομάδες παραμονής στο Διάστημα, τα ηχοκαρδιογραφήματα έδειξαν σημαντική πτώση στην πλήρωση της καρδιάς με αίμα και στον όγκο παλμού, υποδηλώνοντας μια προσωρινή αλλά εμφανή δυσλειτουργία. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου και την εφαρμογή των εντατικών προγραμμάτων άσκησης, το καρδιαγγειακό σύστημα των αστροναυτών επανήλθε στα φυσιολογικά επίπεδα που είχαν καταγραφεί πριν από την εκτόξευση, αποδεικνύοντας την εκπληκτική φυσική προσαρμοστικότητα του οργάνου.

• Μείωση καρδιακού φορτίου: Χωρίς τη συνεχή αντίσταση της γήινης βαρύτητας, η καρδιά δεν χρειάζεται να καταβάλει την ίδια προσπάθεια για την κυκλοφορία του αίματος, οδηγώντας σε άμεση μείωση της μυϊκής της μάζας.
• Πτώση όγκου παλμού: Οι μετρήσεις κατά τις πρώτες ημέρες στο διάστημα κατέγραψαν μειωμένη ποσότητα αίματος να διοχετεύεται με κάθε συστολή, δείχνοντας ότι ο οργανισμός αντιλαμβάνεται ταχύτατα τη νέα περιβαλλοντική συνθήκη.
• Σταδιακή ανάκαμψη: Όσο περνούσαν οι εβδομάδες, τα καρδιαγγειακά δεδομένα βελτιώνονταν συνεχώς προσεγγίζοντας τις επίγειες τιμές, επιβεβαιώνοντας απόλυτα τη σημασία της συνεχούς σωματικής προσπάθειας.

Ο Δρ. James Thomas, καθηγητής ιατρικής στο τμήμα καρδιολογίας της Ιατρικής Σχολής Feinberg του Πανεπιστημίου Northwestern και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, εξηγεί αναλυτικά ότι στο Διάστημα η καρδιακή μάζα συρρικνώνεται επειδή ο φόρτος εργασίας του οργάνου μειώνεται δραματικά. Καθώς οι αστροναύτες απλώς αιωρούνται στους διαδρόμους του σταθμού, η απουσία σωματικής καταπόνησης αναπληρώνεται υποχρεωτικά μέσω των αυστηρών πρωτοκόλλων του προγράμματος Exercise Countermeasures της NASA. Οι αστροναύτες ακολουθούσαν καθημερινά προγράμματα άσκησης διάρκειας έως και δύο ωρών, τα οποία περιελάμβαναν 30 με 45 λεπτά προπόνησης αντοχής για την ενίσχυση του καρδιαγγειακού συστήματος, σε συνδυασμό με 60 έως 75 λεπτά προπόνησης με αντιστάσεις για τη διατήρηση της μυϊκής μάζας και της δύναμης των οστών.

Μέσω προηγμένου εξοπλισμού που βρίσκεται εγκατεστημένος στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, όπως ο μηχανισμός αντιστάσεων ARED και οι ειδικά διαμορφωμένοι διάδρομοι τρεξίματος που κρατούν το πλήρωμα δεμένο με εντατήρες, εξασφαλίζεται η προσομοίωση των απαιτήσεων άσκησης της Γης. Η σχολαστική τήρηση αυτών των πρωτοκόλλων δημιούργησε τις απαραίτητες φυσιολογικές πιέσεις ώστε ο καρδιακός μυς να διατηρήσει τον όγκο του, αποτρέποντας την επικίνδυνη απώλεια της συσταλτικής του ικανότητας καθ’ όλη τη διάρκεια της αποστολής.

Η διαδικασία της συλλογής των ιατρικών δεδομένων υπήρξε εξίσου εντυπωσιακή με τα ίδια τα ευρήματα. Λόγω των προφανών αντικειμενικών δυσκολιών στην παρακολούθηση ασθενών που βρίσκονται εκατοντάδες χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, η επιστημονική ομάδα βασίστηκε στην ιατρική εκπαίδευση των ίδιων των αστροναυτών. Το πλήρωμα έμαθε να χρησιμοποιεί τον εξοπλισμό των υπερήχων με χειρουργική ακρίβεια, πραγματοποιώντας τις μετρήσεις μεταξύ τους. Οι ζωντανές συνδέσεις πραγματοποιούνταν συχνά κατά τις μεταμεσονύκτιες ώρες λόγω της ώρας Γκρίνουιτς (GMT) που ακολουθεί ο σταθμός, επιτρέποντας στους ιατρούς να καθοδηγούν τις κινήσεις των αστροναυτών στην οθόνη τους για να καταγράψουν με απόλυτη σαφήνεια τις διακυμάνσεις στην καρδιακή λειτουργία.

Το πείραμα της αρειανής βαρύτητας

Κατά την επιστροφή τους στη Γη, οι αστροναύτες υποβλήθηκαν σε προσομοίωση της βαρύτητας του Άρη μέσω ελεγχόμενης κλίσης του σώματος τους στις 22 μοίρες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η καρδιά ανταπεξήλθε άριστα χωρίς σημάδια έντονης καταπόνησης, παρέχοντας ισχυρές ενδείξεις ότι το καρδιαγγειακό σύστημα μπορεί να αντέξει την πολύμηνη παραμονή και εργασία στην επιφάνεια του Κόκκινου Πλανήτη όπου η ελκτική δύναμη ανέρχεται στο 38% της γήινης.

Η επιστροφή σε περιβάλλον ισχυρής βαρύτητας κρύβει τεράστιους κινδύνους για τον ανθρώπινο οργανισμό μετά από μακροχρόνια παραμονή στο κενό. Σε παλαιότερες διαστημικές αποστολές, πολλοί αστροναύτες εμφάνιζαν συμπτώματα ακραίας ζάλης και λιποθυμικές τάσεις όταν προσπαθούσαν να σταθούν όρθιοι αμέσως μετά την προσγείωση της κάψουλας. Το φαινόμενο της ορθοστατικής υπότασης προκαλείται επειδή η βαρύτητα τραβάει ξαφνικά και ανεξέλεγκτα το αίμα προς το κάτω μέρος του σώματος, ρίχνοντας επικίνδυνα την αρτηριακή πίεση. Στην περίπτωση των 13 αστροναυτών της μελέτης, η μετάβαση υπήρξε απρόσμενα ομαλή και απόλυτα ελεγχόμενη, αποκλειστικά χάρη στην εξαιρετική φυσική τους κατάσταση που είχε προστατευθεί από τα καθημερινά προγράμματα γυμναστικής.

Προκειμένου να προσομοιώσουν ιατρικά την βαρύτητα του Άρη, οι επιστήμονες τοποθέτησαν τους αστροναύτες σε ειδικό κρεβάτι με κλίση 22 μοιρών προς τα πάνω από την οριζόντια θέση. Η επιλογή της γωνίας κλίσης έγινε προσεκτικά ώστε η μετατόπιση του αίματος στο σώμα να αντιστοιχεί ακριβώς στις υδραυλικές συνθήκες που θα συναντήσει ένας άνθρωπος περπατώντας στην επιφάνεια του Άρη. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι η καρδιακή λειτουργία ανταποκρίθηκε με τον ίδιο ακριβώς τρόπο που είχε καταγραφεί πριν την αναχώρηση τους, δίνοντας ουσιαστικά το πράσινο φως για την περαιτέρω διερεύνηση και τον προγραμματισμό των μακρινών επανδρωμένων αποστολών που σχεδιάζονται για τα επόμενα χρόνια.

Η άποψη

Η μελέτη αποτελεί ένα κομβικό βήμα για τη ρεαλιστική προσέγγιση των επανδρωμένων αποστολών προς τον πλανήτη Άρη, ξεφεύγοντας από τις θεωρητικές ιατρικές συζητήσεις και παρέχοντας χειροπιαστά, πρακτικά δεδομένα. Το γεγονός ότι η ανθρώπινη καρδιά προσαρμόζεται στη μικροβαρύτητα μέσω απλών αλλά εξαιρετικά αυστηρών προγραμμάτων γυμναστικής δείχνει ότι οι λύσεις στα μεγαλύτερα διαστημικά προβλήματα μπορεί να κρύβονται στην ανθεκτικότητα της βιολογίας μας και την προληπτική ιατρική, παρά στην ανάπτυξη εξαιρετικά πολύπλοκων συστημάτων τεχνητής βαρύτητας που παραμένουν τεχνικά δυσπρόσιτα. 

Το επόμενο μεγάλο στοίχημα για οργανισμούς όπως η NASA και ο ESA θα είναι ο σχεδιασμός διαστημικών σκαφών που θα διαθέτουν επαρκή χώρο και ακόμα πιο εξελιγμένο εξοπλισμό άσκησης, εξασφαλίζοντας ότι τα πληρώματα θα διατηρούν την υγεία τους κατά τη διάρκεια του πολυετούς ταξιδιού χωρίς κανέναν απολύτως λειτουργικό συμβιβασμό.

Πηγή – Techgear

ΔΙΑΦΗΜΙΣΗ

BUY & SELL IN CYPRUSwww.buyme.cy