Nie je žiadnym tajomstvom, že NASA prevzala ohromujúcu úlohu: poslať ľudí na Mars do 30. rokov 20. storočia. Prečo ohromujúci? Pretože stačí pochopiť, že typický výlet bude trvať tri až šesť mesiacov a posádka bude musieť zostať na planéte až dva roky, kým sa im umožní vyrovnanie planét, aby sa mohli vrátiť domov. To znamená, že astronauti budú musieť žiť v zníženej (mikro) gravitácii najmenej tri roky - čo je výrazne viac, ako je súčasný rekord nepretržitého pobytu vo vesmíre, ktorý stanovil ruský kozmonaut Valery Polyakov: 438 dní.
V prvých dňoch vesmírneho cestovania vedci tvrdo pracovali na tom, ako prekonať gravitáciu, aby sa raketa mohla katapultovať do vesmíru a pristáť na Mesiaci ľudí. Dnes je gravitácia aj naďalej na programe vedy, ale tentoraz sa viac zaujímame o to, ako znížená gravitácia ovplyvňuje zdravie astronautov, najmä ich mozgu. Nakoniec sme sa vyvinuli v gravitácii Zeme (1 g), nie v beztiažovom priestore (0 g) alebo v mikrogravitácii Marsu (0,3 g).
Mozog v kade
Ako teda mozog rieši mikrogravitáciu? Stručne povedané, veľmi zlé - informácie o tom sú však obmedzené. Vieme, že tváre astronautov začervenajú a napučiavajú v nulovej gravitácii - jav, ktorý sa láskavo nazýva efekt Charlie Brown. Je to do značnej miery preto, že tekutina, ktorú tvorí zväčša krv (bunky a plazma) a mozgomiechová tekutina, sa posúva smerom k hlave, čo spôsobuje opuch tváre a zaoblenie a stenčenie nôh.
Tieto tekutiny sú tiež spojené s „vesmírnou chorobou“(podobnou morskej chorobe), bolesťami hlavy a nevoľnosťou. Nedávno boli tiež spojené s neostrým videním v dôsledku nárastu tlaku so zvýšeným prietokom krvi; mozog sa vznáša až na vrchol lebky a vytvára naň tlak. Napriek tomu, že NASA považuje zrakové poškodenie a premiestnenie mozgu za hlavné riziko pre zdravie akejkoľvek osoby na Marse, zatiaľ nebolo možné zistiť, čo jej spôsobuje, ako aj tomu, ako tomu zabrániť.
Profesor fyziológie a biochémie Damien Bailey z University of South Wales sa domnieva, že určité časti mozgu nakoniec dostávajú príliš veľa krvi, pretože v krvi sa hromadí oxid dusnatý - neviditeľná molekula, ktorá sa tam zvyčajne vznáša. Tepny, ktoré zásobujú mozog krvou, sa uvoľňujú, takže sa viac otvárajú. V dôsledku tohto zvýšenia prietoku krvi sa hematoencefalická bariéra - „tlmič“mozgu - preťaží. Voda sa hromadí pomaly, mozog sa zväčšuje a tlak sa zvyšuje.
Propagačné video:
Predstavte si, že preteká rieka. Najdôležitejšie z toho všetkého je, že do určitých častí mozgu sa nedostáva dostatok kyslíka. Toto je veľký problém, ktorý môže vysvetliť rozmazané videnie, ako aj ďalšie účinky, ktoré sa objavujú na schopnosť astronautov myslieť, sústrediť sa, uvažovať a pohybovať sa.
Výlet do „zvratkovej kométy“
Na vyskúšanie nápadu ho musia vedci uviesť do praxe. Namiesto toho, aby NASA požiadali o cestu na Mesiac, jednoducho sa rozhodli oslobodiť sa od zemskej gravitácie simuláciou beztiaže na špeciálnej rovine zvanej kométa zvracania, zvratka kométa.
Stúpa do vzduchu a potom klesá, toto lietadlo vykonáva až 30 parabolických postáv v jednom lete, aby simulovalo pocit beztiaže. Voľný pád trvá iba 30 sekúnd, ale tvári sa podarí napučať za pol minúty.
Po bezpečnom zabezpečení všetkého vybavenia vedci zmerali osem dobrovoľníkov, z ktorých každý uskutočňoval každý deň jeden let počas štyroch dní. Merali prietok krvi v rôznych artériách, ktoré podporujú mozog, pomocou prenosného Dopplerovho ultrazvuku, ktorý spôsobuje, že vysokofrekvenčné zvukové vlny sa odrazia od cirkulujúcich červených krviniek. Merali tiež hladinu oxidu dusnatého vo vzorkách krvi odobratých zo žily v predlaktí, ako aj v iných neviditeľných molekulách, vrátane voľných radikálov a mozgovo špecifických proteínov (ktoré odrážajú štrukturálne poškodenie mozgu), čo by mohlo zistiť, či je hematoencefalická bariéra otvorená.
Počiatočné zistenia presne potvrdili, čo sa očakávalo. Hladiny oxidu dusnatého sa zvýšili po opakovaných „záchvatoch“beztiaže a to sa časovo zhodovalo so zvýšením prietoku krvi, najmä v tepnách zásobujúcich chrbát mozgu. Krvno-mozgová bariéra sa otvorila, hoci neexistoval dôkaz o štrukturálnom poškodení mozgu.
Vedci teraz plánujú pokračovať v týchto štúdiách podrobnejším hodnotením zmien krvi a tekutín v mozgu. Na potvrdenie výsledkov používajú zobrazovacie techniky, ako je magnetická rezonancia. Chcú tiež zvážiť zavedenie protiopatrení, ako sú gumové nohavice, ktoré vytvárajú podtlak v dolnej časti tela a pomáhajú „pumpovať“krv z mozgu astronautov - ako aj lieky, ktoré pôsobia proti zvýšeniu oxidu dusnatého. Výsledky týchto štúdií by mohli nielen zlepšiť pohodu astronautov pri vesmírnom cestovaní, ale tiež poskytnúť cenné informácie o tom, prečo je „gravitácia“pre mozog dobrá.
Ilja Khel