международната

Когато хората на Земята решат да започнат да тренират, те го правят по няколко причини. Упражняваме се, за да поддържаме сърцата си здрави, да тонизираме мускулите, да намалим стреса или да отслабнем малко. За астронавтите, живеещи в среда като Международната космическа станция, обаче упражненията не са въпрос на избор - това е необходимост. Те трябва да продължат да се движат в космоса поради всички горепосочени причини и не само.

Ако се промъкнете на връх в един от ежедневните графици за Международната космическа станция, ще забележите много упражнения. Въпреки че графиците винаги са различни и всеки ден изисква няколко различни задачи - един ден може да е пълен с интервюта със списания и телевизионни програми, друг ден може да включва космическа разходка за поправяне на част от станцията - има четири неща, които астронавтите винаги ще имат правят по време на престоя им. Заедно с храненето, съня и обаждането вкъщи, за да разговаряте с членовете на семейството, упражненията са една от най-важните дейности в натоварения ден на астронавта. Всъщност астронавтите получават до четири часа упражнения за 16-часов период.

Защо астронавтите на борда на МКС работят толкова много? Освен поддържането на форма и поддържането на върха на играта си, основната причина астронавтите да тренират по време на пътуване в космоса е, че страдат от състояние, подобно на остеопороза, заболяване, което води до значително количество костна загуба. Но изчакайте - астронавтите не са ли в пика на здравето? Как пребиваването в космоса изяжда костите ви?

Защо животът в космоса влияе по различен начин на телата ни и какво могат да направят астронавтите? Дали дъмбелите ще свършат работа, или се нуждаят от нещо повече? За да научите защо астронавтите трябва да останат напомпани в космоса, прочетете следващата страница.

Когато астронавтът прекарва продължително време в космоса, той или тя изпитва ефектите от микрогравитацията и остава в безтегловност по време на цялото пътуване. Вместо да останат закотвени на пода, както ние на Земята, астронавтите се носят наоколо, подобно на плувците под водата и те трябва да се държат за нещо, ако искат да останат стабилни.

Изследователите са установили, че след като са прекарали седмици или месеци в безтегловна среда, астронавтите губят значително количество от костна минерална плътност (BMD). Загубата на КМП в гръбначния стълб, шията и таза е около 1,0 до 1,6 процента на месец, докато кортикалната кост, тежката, външна част на костта, открита около цялото тяло и крака, изпитва загуба от около 0,3 до 0,4 процента на месец месец. За сравнение, здрав възрастен човек на Земята губи 3% от костната структура на кората в продължение на десетилетие - астронавтът може да загуби толкова много за по-малко от година в космоса.

Резултатът от тази загуба на кост е отслабените кости, които са по-податливи на фрактури при връщане на Земята. Нещо повече, дори след няколко години астронавтът няма да възстанови същата костна плътност, която е имал преди изстрелването.

И така, защо нещо подобно се случва в космоса? Астронавтите изпитват загуба на кост по същата причина, поради която се наблюдават хронично лежащите пациенти: Целите им скелети нямат никаква тежест. Те преминават през период, наречен скелетно разтоварване, при които костите губят способността да създават нови костни клетки и да заместват старите. Движението на важни минерали като калций и фосфор също се забавя.

Въпреки че експертите не са сигурни защо точно това се случва в микрогравитацията, д-р Роджър К. Лонг, научен сътрудник по ендокринология, извършващ изследвания в Националния космически биомедицински изследователски институт (NSBRI), в момента търси този конкретен отговор. Той и неговият ментор, д-р Даниел Б. Бикле, вярват, че има три вещества в игра, когато астронавтите претърпят костна загуба: инсулиноподобен растежен фактор (IGF-1), химикал, произведен в костите, който кара костите и хрущялите да растат; IGF-1 рецептор, който се намира вътре в костните клетки и им позволява да реагират на IGF-1; и бета-3 интергрин, протеин, който помага на IGF-1 рецепторната функция. Изследователите вярват, че по време на безтегловност тялото произвежда по-малко бета-3 интегрин, което затруднява IGF-1 рецептора да предава съобщения от IGF-1 на костните клетки и да им казва какво да правят. Резултатът трябва да бъде намаляване на производството на кости и увеличаване на загубата на кост.

Какви упражнения изпълняват астронавтите, за да намалят риска от загуба на костна маса? И могат ли да вземат някакво лекарство за помощ? За да научите повече за техниките и оборудването, използвани в космоса, прочетете следващата страница.

Има три основни устройства, които астронавтите използват по време на космически полети.

Пътеката на Международната космическа станция, официално наречена Система за изолация на вибрационна пътека (TVIS), е точно като всеки друг на Земята, освен че изобщо не е свързан със станцията. Той просто витае наоколо като астронавтите. Това има три предимства: Теглото на самата станция е по-малко, има намаляване на вибрациите и бягащата пътека се движи с астронавта. Членовете на екипажа все още трябва да носят колани и да се закачат на бягащата пътека; в противен случай краката им просто ще отблъснат машината от тях, ако са се опитали да извършат някакво бягане.

Астронавтите също използват Велоергометър със система за вибрационна изолация (CEVIS), което по същество е механичен велосипед. CEVIS всъщност е прикрепен с болтове към пода на МКС, а астронавтите впиват обувките си в катарами и носят предпазни колани, за да се придържат. И накрая, Устройство за съпротивителни упражнения (ЧЕРВЕНО) е устройство за вдигане на тежести, което симулира гравитацията. Както CEVIS, така и RED помагат за изграждането на мускули и предотвратяват мускулна атрофия, друго състояние астронавтите и лежащите пациенти изпитват след дълги периоди на бездействие.

Дори с много време, отделено за упражнения, астронавтите все още страдат от малки количества костна загуба. Това създава проблем, ако някога искаме хората да останат за продължителни периоди от време на място като Луната, където има много по-малко гравитация. Тъй като астронавтите остават в космоса само по няколко седмици или месеци, не знаем дали загубата на костна маса в крайна сметка намалява и спира или продължава да се случва.

Учените обмислят нови начини да обърнат загубата на костна маса. Вибриращите плочи, на които астронавтите стоят по 10 до 20 минути на ден, докато работят, например, могат да имитират усещането за носещо тегло и да намалят размера на костната загуба по време на космически полет. Изследователите на НАСА също така предлагат въртене на цели совалки или станции, за да се създаде значителна гравитационна сила или проектиране на големи центрофуги за преодоляване на костната загуба [източник: Хюстън Хроника].

Астронавтите също обръщат голямо внимание на диетите си и приемат хранителни добавки с калций и други лекарства като биофосфонати и калиев цитрат, но това не решава непременно нищо - коренът на проблема все още е липсата на гравитация [източник: Dartmouth News].

Изследванията за това как астронавтите живеят в космоса и се опитват да противодействат на загубата на костна тъкан също могат да бъдат от полза за живота тук на Земята. The Европейска космическа агенция (ESA), например внимателно наблюдава и изследва дейността на астронавтите на МКС - работи с Института по биомедицинско инженерство и Scanco Medical, за да проектира специален скенер, който създава висококачествени триизмерни изображения на костни структури за изследване и измерване на костния растеж [източник: ESA]. Откритията им могат да помогнат както на космонавтите в космоса, така и на пациентите, страдащи от остеопороза на Земята. Въпреки че причините за остеопорозата и загубата на кост на астронавтите са различни - първата се случва чрез хормонални промени, а втората чрез потискане на теглото - леченията могат да бъдат подобни.

За много повече информация за живота в космоса вижте следващата страница.