माइक्रोग्रैविटी अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डियों और मांसपेशियों को कैसे प्रभावित करती है?

माइक्रोग्रैविटी हड्डी और मांसपेशियों दोनों को कमजोर करती है। प्रभाव आपस में जुड़े हुए हैं, क्योंकि मांसपेशियों के कमजोर होने से हड्डी का कमजोर होना तेज हो जाता है। यह अंतरिक्ष यात्रियों को लंबे समय तक मांसपेशियों और हड्डियों के नुकसान के साथ छोड़ सकता है। समझना - और उम्मीद से मुकाबला करना - अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डियों और मांसपेशियों पर माइक्रोग्रैविटी के प्रभाव अंतरिक्ष यात्रा के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करते हैं।

माइक्रोग्रैविटी कई तरह से मांसपेशियों को कमजोर करती है, जिसे इटली में उडीन विश्वविद्यालय द्वारा 2003 के एक अध्ययन में खोजा गया था। अंतरिक्ष में लगभग 240 दिनों के बाद, अंतरिक्ष यात्रियों की कुल ताकत उनकी शुरुआती ताकत के लगभग 70 प्रतिशत तक गिर जाती है। मानव मांसपेशियों में दो प्रकार के मांसपेशी फाइबर होते हैं, जो थोड़ा अलग तरह से प्रभावित होते हैं, हालांकि दोनों कमजोर होते हैं। धीमी-चिकोटी तंतु कुल शक्ति के समान दर से कमजोर होते हैं। हालांकि, फास्ट-ट्विच मांसपेशी फाइबर और भी तेजी से शोष करते हैं, और लगभग छह महीने के बाद उनकी शुरुआती ताकत का लगभग 45 प्रतिशत होता है। इससे अंतरिक्ष यात्रियों की मांसपेशियां काफी कमजोर हो जाती हैं। मजे की बात यह है कि ऊपरी शरीर में मांसपेशियों का नुकसान सबसे अधिक होता है, जबकि हड्डी का नुकसान निचले शरीर में सबसे गंभीर प्रभाव डालता है।

माइक्रोग्रैविटी के कारण ऑस्टियोपीनिया, हड्डियों के घनत्व में कमी, ऑस्टियोपोरोसिस से संबंधित स्थिति होती है। वास्तव में, नेशनल स्पेस बायोमेडिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट में हड्डी अध्ययन के लिए टीम लीडर डॉ जे शापिरो के मुताबिक, "इस (समस्या) की भयावहता ने नासा को हड्डी के नुकसान को विस्तारित अंतरिक्ष उड़ानों का एक अंतर्निहित जोखिम मानने के लिए प्रेरित किया है।" इस समस्या का एक प्रमुख घटक सेलुलर पर गतिविधि से उपजा है स्तर। सामान्य परिस्थितियों में, ऑस्टियोक्लास्ट नामक कोशिकाओं का एक समूह हड्डी को तोड़ देता है जबकि एक अन्य प्रकार की हड्डी कोशिका, ऑस्टियोब्लास्ट एक ही समय में नई हड्डी का निर्माण करती है। हालांकि, ऑस्टियोब्लास्ट तनाव का जवाब देते हैं, हड्डी का निर्माण करते हैं जहां शरीर उस पर जोर देता है। अंतरिक्ष में, हड्डियों को बहुत कम तनाव महसूस होता है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण हड्डियों पर नहीं खींच रहा है और कमजोर मांसपेशियां हड्डियों पर कम तनाव डालती हैं। यह पुरानी हड्डी को फाड़ने और नई हड्डी के निर्माण की प्रक्रिया को सिंक से बाहर गिरने का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप हड्डियां कमजोर हो जाती हैं। लेकिन अन्य कारक भी इस मुद्दे में योगदान करते प्रतीत होते हैं। उदाहरण के लिए, शरीर माइक्रोग्रैविटी में विकृत कोलेजन फाइबर का उत्पादन करता है, जो हड्डियों के स्वास्थ्य में गिरावट में योगदान देता है।

नैदानिक ​​स्तर पर, हड्डी और मांसपेशियों में ये परिवर्तन अंतरिक्ष यात्रियों के लिए कई समस्याएं पैदा करते हैं। हड्डी का नुकसान शरीर के निचले आधे हिस्से में सबसे अधिक स्पष्ट होता है, जहां एक अंतरिक्ष यात्री का 1 से 2 प्रतिशत का नुकसान हो सकता है प्रति माह उनकी हड्डी का द्रव्यमान, हालांकि ऐसा लगता है कि यह सबसे लंबे समय में लगभग 20 प्रतिशत हड्डी के नुकसान का स्तर है अंतरिक्ष के लिए उड़ान। हड्डी और मांसपेशियों का कमजोर होना अंततः लंबे समय तक बिस्तर पर आराम करने के प्रभाव जैसा दिखता है। अंतरिक्ष यात्रियों को अपनी मांसपेशियों को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण के अनुकूल बनाने के लिए समय चाहिए। इसके ऊपर, कैल्शियम रक्त में बनता है क्योंकि हड्डियों का द्रव्यमान कम हो जाता है। यह अंतरिक्ष यात्रियों में गुर्दे की पथरी को बढ़ावा देता है।

इन स्थितियों से निपटने के लिए नासा के पास कई तरीके हैं। सबसे पहले, अंतरिक्ष में व्यायाम हड्डियों के नुकसान और मांसपेशियों की कमजोरी को कम करने में मदद करता है। अचानक आंदोलनों के साथ "विस्फोटक" प्रकार के व्यायाम जोड़ने से माइक्रोग्रैविटी के सबसे बुरे प्रभावों को दूर करने में व्यायाम के लाभ में और वृद्धि हो सकती है। इसी तरह, सेंट्रीफ्यूज में व्यायाम करने से माइक्रोग्रैविटी के दीर्घकालिक प्रभावों को और कम किया जा सकता है और हृदय की मांसपेशियों को मजबूत करने में मदद मिलती है। इसके अतिरिक्त, अंतरिक्ष यात्रियों के आहार में परिवर्तन ने हड्डी और मांसपेशियों पर माइक्रोग्रैविटी के प्रभाव को कम करने का वादा दिखाया है। अंत में, नासा ने हड्डियों के नुकसान से निपटने के लिए दवाओं के उपयोग के साथ प्रयोग करना शुरू कर दिया है। विशेष रूप से, नासा ने अंतरिक्ष यात्री बिसफ़ॉस्फ़ोनेट जारी करना शुरू कर दिया है, जो पृथ्वी पर ऑस्टियोपोरोसिस के इलाज और रोकथाम के लिए इस्तेमाल की जाने वाली दवा है। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि माइक्रोग्रैविटी बोन लॉस को समझना पृथ्वी पर ऑस्टियोपोरोसिस जैसे हड्डियों के विकार वाले लोगों के लिए बेहतर इलाज में तब्दील हो सकता है।