Ένα ταξίδι στον Άρη ενδέχεται να είναι λιγότερο απαιτητικό για την ανθρώπινη καρδιά από ό,τι φοβούνταν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες. Νέα μελέτη υποδεικνύει ότι οι αστροναύτες μπορούν να προσαρμοστούν αξιοσημείωτα καλά σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας που διαρκούν μήνες, προσφέροντας ενθαρρυντικά στοιχεία ότι οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αντέξουν το μακρύ ταξίδι προς τον Κόκκινο Πλανήτη και να λειτουργήσουν υπό την ασθενέστερη βαρύτητά του.
Ερευνητές από το Northwestern Medicine, το UT Southwestern και το UT Houston παρακολούθησαν τις καρδιές 13 αστροναυτών, οι οποίοι πέρασαν περίπου έξι μήνες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Τα ευρήματά τους έδειξαν ότι, παρόλο που οι διαστημικές πτήσεις επηρέασαν αρχικά την καρδιακή λειτουργία, οι αστροναύτες προσαρμόστηκαν σταδιακά, με την καθημερινή εντατική άσκηση να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της καρδιαγγειακής τους υγείας, σύμφωνα με το ScienceDaily.
Μία από τις σημαντικότερες ανησυχίες της NASA σχετικά με την αποστολή ανθρώπων στον Άρη είναι ο τρόπος με τον οποίο θα ανταποκριθούν οι καρδιές και τα κυκλοφορικά συστήματα των αστροναυτών όταν εγκαταλείψουν τις συνθήκες έλλειψης βαρύτητας της διαστημικής πτήσης, γνωστές ως μικροβαρύτητα, και βρεθούν αντιμέτωποι με τη βαρύτητα του Άρη, η οποία είναι μόλις περίπου το ένα τρίτο της γήινης.
Ενθαρρυντικό είναι ότι οι ερευνητές διαπίστωσαν πως οι αστροναύτες δεν παρουσίασαν σημαντικές ενδείξεις καρδιαγγειακής καταπόνησης όταν εκτέθηκαν σε προσομοιωμένες συνθήκες βαρύτητας του Άρη, μετά την επιστροφή τους στη Γη. «Με βάση τα ευρήματά μας, υπάρχει πλέον λόγος να πιστεύουμε ότι θα μπορούσαμε να ταξιδέψουμε στον Άρη, να φτάσουμε εκεί και πράγματι να εργαστούμε στην επιφάνειά του», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, δρ. James Thomas, καθηγητής Ιατρικής στο τμήμα Καρδιολογίας της Ιατρικής Σχολής Feinberg του Northwestern University.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε τον περασμένο μήνα στο επιστημονικό περιοδικό Circulation, είναι η πρώτη που διερευνά τον τρόπο με τον οποίο ανταποκρίνεται η καρδιά στην προσομοιωμένη βαρύτητα του Άρη έπειτα από παρατεταμένη παραμονή στο διάστημα.
Πώς η καθημερινή άσκηση προστατεύει τις καρδιές των αστροναυτών στο διάστημα
Η διαβίωση χωρίς βαρύτητα δημιουργεί ασυνήθιστες προκλήσεις για το ανθρώπινο σώμα. Στη Γη, η καρδιά εργάζεται διαρκώς ενάντια στη βαρύτητα για να κυκλοφορεί το αίμα, ενώ οι μύες πρέπει να στηρίζουν το βάρος του σώματος. Στο διάστημα, αυτές οι απαιτήσεις μειώνονται σημαντικά, με αποτέλεσμα οι μύες, ακόμη και η ίδια η καρδιά, να μπορούν να συρρικνωθούν με την πάροδο του χρόνου.
Η επιστροφή σε ένα περιβάλλον με βαρύτητα μπορεί επίσης να είναι δύσκολη. Αστροναύτες προηγούμενων αποστολών έχουν συχνά παρουσιάσει ζάλη ή αίσθημα λιποθυμίας όταν σηκώνονται όρθιοι μετά την προσγείωση. Αυτό συμβαίνει επειδή η βαρύτητα έλκει το αίμα προς το κάτω μέρος του σώματος, προκαλώντας μερικές φορές απότομη πτώση της αρτηριακής πίεσης. Η κατάσταση αυτή ονομάζεται ορθοστατική υπόταση. Ωστόσο, οι αστροναύτες που συμμετείχαν στη νέα μελέτη αντιμετώπισαν γενικά καλά αυτή τη μετάβαση, πιθανώς επειδή διατηρούσαν απαιτητικά προγράμματα άσκησης καθ’ όλη τη διάρκεια των αποστολών τους.
Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων της έλλειψης βαρύτητας μέσω της άσκησης (Exercise Countermeasures), οι αστροναύτες ασκούνταν έως και δύο ώρες καθημερινά. Τα προγράμματά τους περιλάμβαναν 30 έως 45 λεπτά προπόνησης αντοχής, η οποία ενισχύει το καρδιαγγειακό σύστημα, καθώς και 60 έως 75 λεπτά προπόνησης με αντιστάσεις, με στόχο τη διατήρηση της μυϊκής μάζας και της δύναμης.
«Χάνετε μυϊκή μάζα και καρδιακή μάζα όταν βρίσκεστε σε περιβάλλον έλλειψης βαρύτητας, επειδή εκεί πάνω καταβάλλετε λιγότερη προσπάθεια», εξήγησε ο Thomas, ο οποίος είναι επίσης καρδιολόγος στο Northwestern Medicine. «Αιωρείστε στον αέρα και, αν δώσετε μια μικρή ώθηση με το πόδι σας, μπορείτε να γλιστρήσετε μέχρι να πάτε να χαιρετήσετε τον φίλο σας». «Για να αντιμετωπιστεί αυτό, η άσκηση είναι καθοριστικής σημασίας όταν βρίσκεστε στο διάστημα», πρόσθεσε ο Thomas.
Οι καρδιακές απεικονίσεις αποκαλύπτουν πώς προσαρμόζεται το σώμα στην έλλειψη βαρύτητας
Για να κατανοήσουν τι συμβαίνει στην καρδιά κατά τη διάρκεια παρατεταμένων διαστημικών πτήσεων, οι ερευνητές πραγματοποίησαν υπερηχοκαρδιογραφήματα πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την αποστολή κάθε αστροναύτη. Αυτές οι υπερηχογραφικές εξετάσεις χρησιμοποιούν ηχητικά κύματα για να δημιουργήσουν κινούμενες εικόνες της καρδιάς, επιτρέποντας στους γιατρούς να εξετάσουν τη δομή της και να μετρήσουν πόσο αποτελεσματικά αντλεί αίμα.
Κατά την παραμονή τους στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, οι αστροναύτες εκπαιδεύτηκαν ώστε να πραγματοποιούν αυτές τις εξετάσεις ο ένας στον άλλο κάθε λίγες εβδομάδες. Οι καταγραφές μεταδίδονταν στη Γη, όπου οι ερευνητές μπορούσαν να παρακολουθούν τις μεταβολές της καρδιακής λειτουργίας καθ’ όλη τη διάρκεια των αποστολών. Ο Thomas συνεργάστηκε με τον δρα Benjamin Levine από το UT Southwestern Medical Center και τον δρα Michael Bungo από την Ιατρική Σχολή McGovern του UTHealth Houston. «Για εμένα ήταν συνήθως περίπου 3 τα ξημερώματα, επειδή ο διαστημικός σταθμός λειτουργεί με βάση την ώρα Γκρίνουιτς», δήλωσε ο Thomas. «Παρακολουθούσα τις καταγραφές καθώς μεταδίδονταν ζωντανά και καθοδηγούσα τους αστροναύτες σε πραγματικό χρόνο, ώστε να βελτιώσουν τις εικόνες».
Οι εξετάσεις αποκάλυψαν ότι οι καρδιές των αστροναυτών δυσκολεύτηκαν αρχικά να προσαρμοστούν στο νέο περιβάλλον τους. Κατά τις δύο πρώτες εβδομάδες στο διάστημα, οι ερευνητές παρατήρησαν μείωση στην πλήρωση της καρδιάς με αίμα, στον όγκο παλμού και σε αρκετούς άλλους δείκτες καρδιαγγειακής λειτουργίας.
Η καρδιακή πλήρωση αναφέρεται στην ποσότητα αίματος που εισέρχεται στην καρδιά μεταξύ δύο διαδοχικών παλμών, ενώ ο όγκος παλμού περιγράφει την ποσότητα αίματος που εξωθείται με κάθε συστολή. Και οι δύο μετρήσεις μειώθηκαν στα πρώτα στάδια των αποστολών, γεγονός που υποδεικνύει ότι οι καρδιές των αστροναυτών αντλούσαν προσωρινά μικρότερη ποσότητα αίματος σε κάθε παλμό.
Ωστόσο, οι μεταβολές δεν διατηρήθηκαν. Καθώς οι αστροναύτες περνούσαν περισσότερο χρόνο στο διάστημα, τα καρδιαγγειακά τους συστήματα προσαρμόζονταν. Η καρδιακή πλήρωση και ο όγκος παλμού βελτιώθηκαν σταδιακά, προσεγγίζοντας τα επίπεδα που είχαν καταγραφεί πριν από την εκτόξευση. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν ότι η καρδιά μπορεί να προσαρμοστεί στην παρατεταμένη έλλειψη βαρύτητας πιο αποτελεσματικά από όσο θα μπορούσαν να υποδηλώνουν οι αρχικές μετρήσεις, ιδιαίτερα όταν οι αστροναύτες διατηρούν τακτική σωματική δραστηριότητα.
Οι καρδιές των αστροναυτών περνούν δοκιμασία προσομοίωσης της βαρύτητας του Άρη
Οι ερευνητές ήθελαν επίσης να απαντήσουν σε ένα ιδιαίτερα σημαντικό ερώτημα για τις μελλοντικές αποστολές στον Άρη: Τι συμβαίνει όταν ένας αστροναύτης, ο οποίος έχει περάσει μήνες σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, έρχεται ξαφνικά ξανά αντιμέτωπος με τη βαρύτητα;
Η επιφανειακή βαρύτητα του Άρη είναι περίπου το 38% της γήινης. Παρόλο που είναι αισθητά ασθενέστερη από τη βαρύτητα που βιώνουν οι άνθρωποι στη Γη, θα εξακολουθούσε να αναγκάζει τις καρδιές των αστροναυτών να λειτουργούν διαφορετικά έπειτα από μήνες αιώρησης στο διάστημα. Για να αναπαραγάγουν ορισμένες από αυτές τις επιδράσεις, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια δοκιμή προσομοίωσης της βαρύτητας του Άρη μετά την επιστροφή των αστροναυτών στη Γη.
Κάθε αστροναύτης τοποθετήθηκε σε κεκλιμένη θέση, με το σώμα του να σχηματίζει γωνία 22 μοιρών προς τα πάνω σε σχέση με την οριζόντια θέση. Η στάση αυτή προκάλεσε μετατόπιση του αίματος προς το κάτω μέρος του σώματος, προσεγγίζοντας τις επιδράσεις της βαρύτητας του Άρη στο κυκλοφορικό σύστημα. Τα αποτελέσματα ήταν ενθαρρυντικά. Έπειτα από περίπου έξι μήνες στο διάστημα, οι καρδιές των αστροναυτών λειτουργούσαν εξίσου καλά υπό συνθήκες προσομοιωμένης βαρύτητας του Άρη όσο και όταν οι ίδιοι στέκονταν όρθιοι στη Γη πριν από τις αποστολές τους.
Αυτό υποδηλώνει ότι οι αστροναύτες που διατηρούν την καρδιαγγειακή τους φυσική κατάσταση κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης ενδέχεται να μπορούν να προσαρμοστούν στην ασθενέστερη βαρύτητα του Άρη χωρίς να αντιμετωπίσουν σημαντικές καρδιαγγειακές δυσκολίες.
Παρόλο που τα ευρήματα προέρχονται από μια σχετικά μικρή ομάδα αστροναυτών και βασίζονται σε προσομοίωση, αντί για πραγματική προσεδάφιση στον Άρη, παρέχουν πολύτιμα στοιχεία για τον σχεδιασμό μελλοντικών αποστολών. Σε συνδυασμό με τα οφέλη της καθημερινής άσκησης, η ικανότητα της καρδιάς να προσαρμόζεται στην έλλειψη βαρύτητας και να ανταποκρίνεται καλά στην προσομοιωμένη βαρύτητα του Άρη προσφέρει έναν ακόμη λόγο αισιοδοξίας για την αποστολή ανθρώπων στον Κόκκινο Πλανήτη.
www.worldenergynews.gr
