Perché alcuni astronauti tornano dalla Stazione Spaziale Internazionale e hanno bisogno di occhiali? I problemi agli occhi sono uno dei maggiori problemi che sono emersi negli ultimi 3-4 anni della scienza della stazione spaziale, colpendo il 20% degli astronauti. E l'ufficio degli astronauti sta prendendo molto sul serio questo problema, ha sottolineato Scott Smith, che guida il Laboratorio di biochimica nutrizionale presso il Johnson Space Center.
È un esempio di come i soggiorni prolungati in volo possano alterare la tua salute. Nonostante i migliori sforzi della NASA, ossa e muscoli si indeboliscono e sono necessari mesi di riabilitazione dopo che gli astronauti hanno trascorso un semestre nella stazione spaziale. Ma negli ultimi anni, ci sono stati passi avanti nella comprensione di ciò che la microgravità fa al corpo umano e come risolverlo.
Prendi il problema della vista, per esempio. I medici credevano che un aumento dello spostamento dei fluidi nella testa aumentasse la pressione sul nervo ottico, un punto nella parte posteriore dell'occhio che influisce sulla vista. Ci sono alcune cose che potrebbero influenzare questo:
- Esercizio. Agli astronauti viene chiesto di assegnare 2,5 ore per l'esercizio quotidiano sulla Stazione Spaziale Internazionale, che si traduce in circa 1,5 ore di attività dopo che sono state prese in considerazione l'installazione e le transizioni. Il sollevamento pesi comprime i muscoli e potrebbe forzare più sangue nelle loro teste. La NASA ha installato un avanzato dispositivo per esercizi di resistenza sulla stazione spaziale che è più potente del suo predecessore, ma forse questo sta anche causando il problema della vista, ha detto Smith. "È ironico che il dispositivo per l'esercizio fisico di cui siamo entusiasti di lavorare i muscoli e le ossa, possa ferire gli occhi".
- Livelli di CO2. Questo gas (che si presenta naturalmente quando gli umani espirano) è "relativamente alto" sulla stazione spaziale perché richiede più energia e più rifornimenti per mantenere l'atmosfera più pulita, ha detto Smith. "Una maggiore esposizione all'anidride carbonica aumenterà il flusso di sangue alla testa", ha detto. Se questa è la causa, ha aggiunto, la NASA è pronta ad apportare modifiche per ridurre i livelli di CO2 sulla stazione.
- Problemi di folati (vitamina B).Tra i dati raccolti da sangue e urina raccolti da prima che la NASA iniziasse a esaminare questo problema, avevano osservato un percorso biochimico (nutriente) nel corpo che sposta le unità di carbonio da un composto all'altro. Questo è importante per la sintesi del DNA e la produzione di aminoacidi e coinvolge diverse vitamine e sostanze nutritive. Dopo che gli scienziati hanno iniziato a notare i cambiamenti nel folato (una forma di vitamina B), hanno indagato ulteriormente e hanno trovato una cosa interessante riguardo all'omocisteina, un tipo di aminoacido nel cuore di questa unica via del carbonio. Si scopre che gli astronauti con problemi di vista dopo il volo avevano livelli più alti (ma non anormali) di omocisteina nel sangue prima del volo, come pubblicato qui.
"È una speculazione, ma pensiamo che le differenze genetiche in questo percorso possano in qualche modo alterare la tua risposta a cose che influenzano il flusso sanguigno nella testa", ha detto Smith.
Dopo aver trovato queste prove essenzialmente "circostanziali" di una predisposizione genetica ai problemi della vista, hanno proposto un esperimento per esaminare i geni associati a un metabolismo del carbonio. "Per darti un'idea dell'importanza di questo problema, siamo andati da ogni membro dell'equipaggio che è volato alla stazione spaziale o volerà alla stazione spaziale. Abbiamo chiesto se ci avrebbero dato un campione di sangue e avrebbero esaminato i loro geni per un meytabolismo del carbonio ", ha detto. "Ci siamo avvicinati a 72 astronauti per farlo, e 70 di loro ci hanno dato sangue, cosa inaudita".
Mentre la NASA cerca di chiarire cosa sta succedendo con la visione dell'astronauta, l'agenzia ha compiuto notevoli progressi nel preservare la densità ossea durante i voli - per la prima volta in 50 anni di volo spaziale, ha aggiunto Smith.
Abbiamo citato l'avanzato Resistive Exercise Device, un dispositivo di sollevamento del peso orbitale che è stato installato e utilizzato per la prima volta durante Expedition 18 nel 2008 e da allora è in uso sulla stazione spaziale. Si tratta di un grande miglioramento rispetto al precedente dispositivo di esercitazione resistivo ad interim (iRED), che non forniva una resistenza sufficiente, consentendo ad alcuni astronauti di "massimizzare" sul dispositivo e non poteva aumentare ulteriormente i carichi di sollevamento pesi dopo alcune settimane o mesi di utilizzo.
"Abbiamo pilotato l'iRED sulla stazione e la perdita di osso sulla stazione sembrava proprio come su Mir, cioè senza alcun dispositivo di allenamento resistivo disponibile", ha detto Smith. Ma questo è cambiato drasticamente con ARED, che ha il doppio della capacità di caricamento. Gli equipaggi hanno mangiato meglio, hanno mantenuto il peso corporeo e avevano livelli migliori di vitamina D rispetto a quelli precedenti. Più sorprendentemente, hanno mantenuto la loro densità ossea a livelli di verifica preliminare, come dimostra questo documento.
Mentre pensiamo all'osso come al cemento e immutabile (almeno fino a quando non lo rompi!), In realtà è un organo che si rompe e si riforma sempre. Quando la rottura accelera, come quando non si sta caricando il peso in orbita, si perde la densità ossea e si corre il rischio di fratture.
Perché non si sa, se non per dire che l'osso sembra basarsi su una sorta di "segnalazione" che indica che vengono caricati carichi o pesi. Al contrario, se vuoi aumentare il peso delle ossa - magari portando uno zaino con dei pesi su di esso - il tuo scheletro diventerebbe gradualmente più grande per adattarsi al peso extra.
Mentre è eccitante che l'ARED mantenga la densità ossea, la domanda è se il corpo può sostenere due processi che si verificano a una velocità maggiore rispetto al volo precedente: la rottura e l'accumulo di osso. Saranno necessari ulteriori studi, ha affermato Smith, per individuare se ciò influisce sulla forza dell'osso, che è in definitiva più importante della semplice densità minerale. Nutrizione ed esercizio fisico possono anche essere ottimizzati, per consentire ulteriormente una migliore conservazione delle ossa.
Questa è una delle cose che gli scienziati sono entusiasti di studiare con l'imminente missione di un anno presso la Stazione Spaziale Internazionale, quando Scott Kelly (NASA) e Mikhail Kornienko (Roscosmos) saranno una delle poche persone a fare un anno solare consecutivo nello spazio. Il "rimodellamento" osseo non si livella dopo sei mesi, ma forse si avvicinerà a un anno.
Smith ha sottolineato che la qualità dei dati sanitari è migliorata anche dopo le missioni Mir di lunga durata della prima metà degli anni '90. Marcatori specifici di rottura e formazione ossea erano appena stati scoperti e implementati durante quel periodo, mentre oggi sono comunemente usati in medicina. Tra questo e il fatto che i dati Mir della NASA provengono da missioni di breve durata, Smith ha affermato che non vede l'ora di vedere cosa diranno gli scienziati nello spazio.
Questo conclude una serie in tre parti sulla salute degli astronauti. Due giorni fa: perché la scienza umana è così difficile da fare nello spazio. Ieri: Come facciamo funzionare gli esercizi in Zero G?
