Увеличение роста и ухудшение зрения: что происходит с телом человека в космосе
Японский астронавт Норисигэ Канаи 8 января написал в «Твиттере», что в течение трех недель пребывания на Международной космической станции вырос на 9 см. Он выразил опасения, что не поместится на корабль «Союз», который должен возвратить его с МКС на Землю.
Впрочем, позже Норисигэ признал, что ошибся, и извинился за свой твит — на самом деле он вырос всего на 2 см.
Изменение роста — лишь одна из перемен, которые происходят с человеческим телом в условиях невесомости. В космосе организм подвержен и более серьезным испытаниям. Например, одна из вполне реальных опасностей — ухудшение и даже потеря зрения.
Феномен космического роста
Заявление Норисигэ Канаи разворошило целый пласт проблем, касающихся пребывания человека в космосе. И изменение роста — одна из них.
Обычно в космосе рост астронавта увеличивается на 3%, что в среднем составляет от 3 до 5 см. При отсутствии гравитации позвоночник человека теряет свои природные изгибы. Мышцы, которые обеспечивают плотное прилегание позвонков друг к другу, ослабевают. В результате промежутки между позвонками становятся больше, вытягивается позвоночный столб и рост человека увеличивается. В течение нескольких месяцев после возращения на Землю тело обретает прежнюю форму.
По словам главного медицинского работника НАСА Дж. Д. Полка, рост взрослого человека увеличивается не только в космосе. «Это обычное явление для человеческого тела, которое проявляется во время сна. Во сне позвоночник может разойтись на полдюйма [1,27 см]. Но когда человек встает, позвоночник снова возвращается в прежнюю форму», — объясняет он.
Главная проблема для астронавтов из-за увеличения роста — риск не уместиться в ложементе кресла. Кресла изготавливаются индивидуально для каждого космонавта. При производстве учитывается потенциальное увеличение роста, но порой предугадать, насколько может «вытянуться» человек в невесомости, невозможно. Чтобы держать мышцы в тонусе и контролировать процесс роста, при долгом нахождении в космосе астронавты вынуждены заниматься физическими упражнениями.
Космос портит зрение
По сравнению с изменением роста более серьезной проблемой является ухудшение зрения. Около 60% всех астронавтов жаловались на затуманенное зрение и головные боли.
Впервые проблемы со зрением обнаружили у американского астронавта НАСА Джона Филлипса, который в 2005 году пробыл полгода на МКС. За это время острота зрения у него сократилась с 1,0 до 0,2. Также об изменениях зрения сообщил американец Скотт Келли, который провел на МКС год.
Точная причина ухудшения зрения до сих пор не установлена. Ряд ученых и космических медиков считают, что зрение может падать из-за того, что в условиях невесомости происходит значительный приток крови к голове. Это оказывает давление на глазные яблоки и зрительный нерв.
«Когда усиливается давление на нерв, его функциональность нарушается и меняется работа глаз», — объясняет профессор Техасского медицинского колледжа A&M Дэвид Завейя.
Канадский астронавт и врач Боб Серск полагает, что негативное влияние на зрение может оказывать питание и высокий процент углекислого газа на борту, расширяющий сосуды. Также повышение внутричерепного давления может быть вызвано аппаратом Advanced Resistive Exercise Device (ARED), с помощью которого экипаж поддерживает физическую форму.
Согласно другому исследованию, изменение внутричерепного давления может быть спровоцировано спинномозговой жидкостью (СМЖ), которая в условиях невесомости меняет свои свойства.
По словам главного автора исследования Ноама Альперина из Университета Майами, одна из основных функций СМЖ — стабилизация давления. В связи с нарушением гравитации объем жидкости увеличивается и наносит человеку вред. СМЖ скапливается вокруг глаз и оптических нервов и буквально «сплющивает» их. Если астронавт будет находиться в космосе на протяжении длительного времени, жидкость в мозге будет только накапливаться. В дальнейшем есть риск потерять зрение или заработать дальнозоркость.
Примечательно, но на деформацию зрения жаловались только мужчины. Ученые это связывают с двумя факторами. Во-первых, у женщин лучше растягиваются сосуды. Во-вторых, средний возраст женщин-астронавтов немного меньше по сравнению с мужчинами-астронавтами.
Решение проблемы с деформацией зрения имеет первостепенное значение. «Им [астронавтам] нужно добраться на орбиту, приземлиться, выполнить необходимые работы, а затем вернуться на Землю. Для этого жизненно необходимо сохранять зрение», — добавляет Дэвид Завейя.
Повышение температуры тела
Еще одна серьезная проблема со здоровьем, которая характерна для астронавтов, — это космическая лихорадка. До сих пор проблема остается малоизученной.
Как показывает новое исследование ученых из берлинского Медицинского университета Шарите, в условиях невесомости температура тела повышается и может возрастать по мере усиления физических нагрузок. При этом высокой температура становится не сразу. Повышение происходит на протяжении пары месяцев, когда организм человека приспосабливается к новым условиям жизни.
Для исследования была разработана система, которая снимает температурные показатели с тела человека при помощи датчиков. Информацию о температуре тела астронавтов ученые начали собирать за 90 дней до их полета, а завершили через 30 дней по возвращении. На протяжении этого времени 11 астронавтов носили на лбу датчики.
Согласно данным ученых, после того как астронавты пробыли на орбите два с половиной месяца их температура во время физической активности постоянно была выше 40 ℃. При отсутствии нагрузок средняя температура составляла 37 ℃.
Исследователи объясняют подобные изменения тем, что в космосе механизмы терморегуляции дают сбой. В связи с этим меняется уровень тепла и объем пота, который выделяет организм человека. Кроме того, пот хуже испаряется с кожи, что мешает охлаждению организма. По словам одного из исследователей проекта Ханнса-Кристиана Гунга, в невесомости человеческому телу трудно освободиться от ненужного тепла. При этом, как и в случае с ростом, терморегуляция восстанавливается после возвращения на Землю.
Вполне вероятно, что список проблем, связанных с длительным пребыванием человека в космосе, еще будет расширяться. Без их решения планы по космической экспансии выглядят не слишком радужно.
Ссылки:
Как пол влияет на адаптацию к пребыванию в космосе — The Impact of Sex and Gender on Adaptation to Space
Как изменяется температура тела космонавтов в длительных миссиях — Increased core body temperature in astronauts during long-duration space missions
