A mikrogravitáció gyengíti mind a csontot, mind az izmokat. A hatások összefüggenek egymással, mivel az izomgyengülés felgyorsítja a csont gyengülését. Ez hosszú távú izom- és csontvesztést okozhat az űrhajósoknak. Az űrhajósok csontjaira és izmaira gyakorolt mikrogravitációs hatások megértése és remélhetőleg leküzdése kritikus kihívást jelent az űrutazás számára.
Izomerő
A mikrogravitáció több szempontból is gyengíti az izmokat, amelyeket az olaszországi Udine Egyetem egy 2003-as tanulmányában tártak fel. Körülbelül 240 nap űrben töltött idő után az űrhajósok teljes ereje a kiindulási erejük körülbelül 70 százalékára csökken. Az emberi izmoknak kétféle izomrostja van, amelyek kissé eltérő módon hatnak, bár mindkettő gyengül. A lassan rángató szálak ugyanolyan mértékben gyengülnek, mint a teljes szilárdság. A gyorsan rángatózó izomrostok azonban még gyorsabban atrófálódnak, és körülbelül hat hónap elteltével a kezdő erejük körülbelül 45 százaléka megvan. Ez az űrhajósok izmait nagyon meggyengíti. Érdekes módon úgy tűnik, hogy az izomvesztés a legradikálisabban a felsőtestben történik, míg a csontvesztés az alsó testben a legsúlyosabb hatásokat okozza.
Csontvesztés
A mikrogravitáció osteopeniát, a csontsűrűség elvesztését okozza, ami az oszteoporózissal kapcsolatos állapot. Valójában Dr. Jay Shapiro, a Nemzeti Űrbiomedikai Kutatóintézet csonttanulmányi csoportjának vezetője szerint "ennek (problémának) a nagysága arra késztette a NASA-t, hogy a csontvesztést a kiterjesztett űrrepülések kockázatának tekinti. "A probléma egyik fő eleme a szint. Normális körülmények között az oszteoklasztoknak nevezett sejtek szétválasztják a csontokat, míg egy másik típusú csontsejt, az oszteoblaszt egyidejűleg új csontot hoz létre. Az oszteoblasztok azonban reagálnak a stresszre, és ott építik fel a csontot, ahol a test nyomja. Az űrben a csontok nagyon kevés stresszt éreznek, mivel a gravitáció nem húzza meg a csontokat, és a legyengült izmok kevésbé terhelik a csontokat. Ez azt okozza, hogy a régi csont lebontása és az új csont felépítése kiesik a szinkronból, ami gyengíti a csontokat. De úgy tűnik, hogy más tényezők is hozzájárulnak a kérdéshez. Például a test mikrogravitációban hajlamos rosszul formált kollagénrostokat termelni, ami hozzájárul a csontok egészségének romlásához.
A mikrogravitáció tünetei
Klinikai szinten ezek a csont- és izomváltozások sok problémát okoznak az űrhajósoknak. A csontvesztés a test alsó felében a legkifejezettebb, ahol az űrhajósok 1-2% -át elveszíthetik havi csonttömegük, bár úgy tűnik, hogy a leghosszabb idő alatt körülbelül 20 százalékos csontvesztéssel egyenlít űrrepülések. A csont és az izom gyengülése végső soron hasonlít a hosszan tartó ágynyugalom hatásaira. Az űrhajósoknak időre van szükségük ahhoz, hogy izmaikat újra a Föld gravitációjához igazítsák. Ezen felül a kalcium felhalmozódik a vérben, mivel a csontok tömegüket vesztik. Ez elősegíti a veseköveket az űrhajósokban.
Egészségügyi problémák kezelése
A NASA számos módszerrel rendelkezik ezeknek a feltételeknek a leküzdésére. Először is, az űrben végzett testmozgás segít csökkenteni a csontvesztést és az izomgyengeséget. A "robbanásveszélyes" típusú gyakorlatok hozzáadása hirtelen mozdulatokkal tovább növelheti a testmozgás előnyeit a mikrogravitáció legrosszabb hatásainak elhárításában. Hasonlóképpen, a centrifugában végzett testmozgás tovább csökkentheti a mikrogravitáció hosszú távú hatásait, és hozzájárulhat a szívizmok megerősítéséhez. Ezenkívül az űrhajósok étrendjének változásai ígéretesnek bizonyultak a mikrogravitáció csontra és izomra gyakorolt hatásainak csökkentésében. Végül a NASA kísérletezni kezdett gyógyszerek alkalmazásával a csontvesztés ellen. Pontosabban, a NASA megkezdte a biszfoszfonát - asztronauták - gyógyszerének kiadását, amelyet a Föld oszteoporózisának kezelésére és megelőzésére használnak. A tudósok remélik, hogy a mikrogravitációs csontvesztés megértése jobb kezelést eredményezhet a földön élő csontbetegségekkel, például csontritkulással küzdő emberek számára.
