لماذا يعود بعض رواد الفضاء من محطة الفضاء الدولية وهم بحاجة إلى نظارات؟ مشاكل العين هي واحدة من أكبر المشاكل التي برزت في السنوات الثلاث إلى الأربع الماضية من علوم المحطة الفضائية ، مما أثر على 20٪ من رواد الفضاء. وأشار سكوت سميث ، الذي يقود مختبر الكيمياء الحيوية الغذائية في مركز جونسون للفضاء ، إلى أن مكتب رواد الفضاء يأخذ هذه المشكلة على محمل الجد.
إنه مثال على كيف يمكن للإقامات الطويلة في الطيران أن تغير صحتك. على الرغم من أفضل جهود وكالة ناسا ، تضعف العظام والعضلات وهناك حاجة إلى أشهر من إعادة التأهيل بعد أن يقضي رواد الفضاء نصف عام في محطة الفضاء. ولكن في السنوات الأخيرة ، كانت هناك خطوات واسعة في فهم ما تفعله الجاذبية الصغرى لجسم الإنسان - وكيفية إصلاحه.
خذ مشكلة الرؤية ، على سبيل المثال. يعتقد الأطباء أن زيادة تغير السوائل في الرأس تزيد من الضغط على العصب البصري ، وهو بقعة في الجزء الخلفي من العين تؤثر على الرؤية. هناك بعض الأشياء التي يمكن أن تؤثر على ذلك:
- ممارسه الرياضه. يُطلب من رواد الفضاء تخصيص 2.5 ساعة لممارسة الرياضة في محطة الفضاء الدولية يوميًا ، وهو ما يُترجم إلى حوالي 1.5 ساعة من النشاط بعد الإعداد والتحولات. رفع الأثقال يضغط العضلات ويمكن أن يدفع المزيد من الدم إلى رؤوسها. قال سميث إن ناسا قامت بتركيب جهاز تمرين مقاوم متقدم على محطة الفضاء وهو أقوى من سابقتها ، ولكن ربما هذا يسبب أيضًا مشكلة في الرؤية. "من المثير للسخرية أن جهاز التمرين الذي نحن متحمسون لعمل العضلات والعظام قد يؤذي العينين."
- مستويات ثاني أكسيد الكربون. وقال سميث إن هذا الغاز (الذي يحدث بشكل طبيعي عند زفير البشر) "مرتفع نسبيًا" في محطة الفضاء لأنه يتطلب المزيد من الطاقة والمزيد من الإمدادات للحفاظ على الجو نظيفًا. وقال "زيادة التعرض لثاني أكسيد الكربون سيزيد من تدفق الدم إلى رأسك". وأضاف أنه إذا تبين أن هذا هو السبب ، فإن وكالة ناسا مستعدة لإجراء تغييرات لخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في المحطة.
- مشاكل حمض الفوليك (فيتامين ب).من بين حزم بيانات الدم والبول التي تم جمعها منذ أن بدأت ناسا في النظر في هذه المشكلة ، كانوا يبحثون في مسار الكيمياء الحيوية (المغذيات) في الجسم الذي ينقل وحدات الكربون من مركب إلى آخر. هذا مهم لتركيب الحمض النووي وصنع الأحماض الأمينية ، ويتضمن العديد من الفيتامينات والعناصر الغذائية. بعد أن بدأ العلماء في ملاحظة التغيرات في حمض الفوليك (شكل من أشكال فيتامين ب) ، قاموا بفحص أكثر ووجدوا شيئًا مثيرًا للاهتمام بشأن الهوموسيستين ، وهو نوع من الأحماض الأمينية في قلب مسار الكربون الواحد. اتضح أن رواد الفضاء الذين يعانون من مشاكل في الرؤية بعد الرحلة كان لديهم مستويات أعلى (ولكن ليس غير طبيعي) من الهوموسيستين في دمهم قبل الرحلة ، كما هو منشور هنا.
قال سميث: "إنها مضاربة ، لكننا نعتقد أن الاختلافات الجينية في هذا المسار قد تغير بطريقة ما ردك على الأشياء التي تؤثر على تدفق الدم إلى الرأس".
بعد العثور على هذه الأدلة "الظرفية" بشكل أساسي حول الاستعداد الوراثي لقضايا الرؤية ، اقترحوا تجربة للنظر في الجينات المرتبطة باستقلاب كربون واحد. "لإعطائك فكرة عن أهمية هذه المشكلة ، ذهبنا إلى جميع أفراد الطاقم الذين تم نقلهم إلى محطة الفضاء ، أو سيطيرون إلى محطة الفضاء. سألنا إذا كانوا سيعطوننا عينة دم وينظرون في جيناتهم لعملية استقلاب كربون واحدة. "اقتربنا من 72 رائد فضاء للقيام بذلك ، وأعطانا 70 منهم الدم ، وهو أمر لم يسمع به من قبل".
وأضاف سميث أنه في الوقت الذي تحاول فيه وكالة ناسا تحديد ما يجري برؤية رائد الفضاء ، فقد أحرزت الوكالة تقدمًا كبيرًا في الحفاظ على كثافة العظام أثناء الرحلات - لأول مرة منذ 50 عامًا من رحلات الفضاء.
ذكرنا جهاز التمرين المقاوم المتقدم ، وهو جهاز رفع الأثقال المداري الذي تم تركيبه واستخدامه لأول مرة خلال البعثة 18 في عام 2008 والذي تم استخدامه في المحطة الفضائية منذ ذلك الحين. إنه تحسن كبير مقارنة بجهاز التمرين المقاوم المؤقت السابق (iRED) ، والذي لم يوفر مقاومة كافية ، مما سمح لبعض رواد الفضاء "بالحد الأقصى" على الجهاز ولا يمكن أن يزيد من حمل رفع الأثقال بعد بضعة أسابيع أو أشهر من الاستخدام.
قال سميث: "لقد طارنا جهاز iRED في المحطة وبدا فقدان العظام في المحطة كما هو الحال في Mir ، أي بدون جهاز تمرين مقاوم متوفر". لكن ذلك تغير بشكل كبير مع ARED ، الذي لديه ضعف قدرة التحميل. أكلت الطواقم بشكل أفضل ، وحافظت على وزن الجسم وكان لديها مستويات أفضل من فيتامين د مقارنة بتلك التي سبقتها. والأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنهم حافظوا على كثافة عظامهم عند مستويات الاختبار المبدئي ، كما تظهر هذه الورقة.
بينما نفكر في العظام على أنها تشبه الإسمنت ولا تتغير (على الأقل حتى تكسر واحدًا!) ، فهي في الواقع عضو ينكسر ويصلح دائمًا. عندما يتسارع الانهيار ، كما هو الحال عندما لا تضع وزناً عليه في المدار ، تفقد كثافة العظام وتكون أكثر عرضة للكسور.
لماذا غير معروف ، باستثناء القول بأن العظم يبدو أنه يعتمد على نوع من "الإشارة" التي تشير إلى وضع أحمال أو أوزان عليه. على العكس من ذلك ، إذا كنت تريد زيادة الوزن على عظامك - ربما تحمل حقيبة ظهر عليها أوزان عليها - فإن هيكلك العظمي سيكبر بشكل تدريجي لاستيعاب الوزن الزائد.
في حين أنه من المثير للاهتمام أن ARED يحافظ على كثافة العظام ، فإن السؤال هو ما إذا كان الجسم يمكنه الحفاظ على عمليتين يحدثان بمعدل أسرع مما كان عليه قبل الرحلة: انهيار العظام وتراكمها. وقال سميث إنه ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة لتحديد ما إذا كان هذا يؤثر على قوة العظام ، والتي هي في النهاية أكثر أهمية من كثافة المعادن فقط. يمكن أيضًا تحسين التغذية وممارسة الرياضة ، لزيادة الحفاظ على العظام بشكل أفضل.
هذا أحد الأشياء التي يسعد العلماء بدراستها في مهمة قادمة لمدة عام واحد إلى محطة الفضاء الدولية ، عندما يكون سكوت كيلي (ناسا) وميخائيل كورنينكو (روسكوزموس) واحدًا من عدد قليل من الأشخاص للقيام بسنة تقويمية واحدة متتالية في الفضاء. لا يستقر "إعادة عرض" العظم بعد ستة أشهر ، ولكن ربما سيقترب من عام.
وأشار سميث إلى أن جودة البيانات الصحية قد تحسنت أيضًا منذ بعثات مير الطويلة من أوائل إلى منتصف التسعينات. تم اكتشاف علامات محددة لكسر العظام وتشكيلها وتنفيذها خلال تلك الفترة ، بينما تستخدم اليوم بشكل شائع في الطب. بين ذلك ، وحقيقة أن بيانات Mir التابعة لوكالة ناسا من بعثات قصيرة المدة ، قال سميث إنه يتطلع حقًا إلى رؤية ما سيخبر السنة في الفضاء العلماء به.
بهذا نختتم سلسلة من ثلاثة أجزاء عن صحة رواد الفضاء. قبل يومين: لماذا يصعب القيام بالعلوم الإنسانية في الفضاء. الأمس: كيف نجعل التمارين تعمل في Zero G؟
