Mikro Yerçekimi Astronotların Kemiklerini ve Kaslarını Nasıl Etkiler?

Mikro yerçekimi hem kemiği hem de kası zayıflatır. Etkiler birbirine bağlıdır, çünkü kasın zayıflaması kemiğin zayıflamasını hızlandırır. Bu, astronotları uzun süreli kas ve kemik kaybıyla baş başa bırakabilir. Mikro yerçekiminin astronotların kemikleri ve kasları üzerindeki etkilerini anlamak ve umarız bunlarla mücadele etmek, uzay yolculuğu için kritik bir zorluk teşkil eder.

İtalya'daki Udine Üniversitesi tarafından 2003 yılında yapılan bir çalışmada keşfedilen mikro yerçekimi, kasları çeşitli şekillerde zayıflatır. Uzayda yaklaşık 240 gün sonra, astronotların toplam gücü, başlangıç ​​güçlerinin yaklaşık yüzde 70'ine düşer. İnsan kasları, her ikisi de zayıflasa da, biraz farklı şekilde etkilenen iki tür kas lifine sahiptir. Yavaş kasılan lifler, toplam kuvvetle yaklaşık aynı oranda zayıflar. Bununla birlikte, hızlı kasılan kas lifleri daha da hızlı atrofi olur ve yaklaşık altı ay sonra başlangıç ​​güçlerinin yaklaşık yüzde 45'ine sahip olurlar. Bu, astronotların kaslarını büyük ölçüde zayıflatır. İlginçtir ki, kas kaybı en radikal şekilde üst vücutta meydana gelirken, kemik kaybı en ciddi etkilere alt vücutta neden olma eğilimindedir.

Mikro yerçekimi, osteoporoz ile ilgili bir durum olan osteopeniye, kemik yoğunluğu kaybına neden olur. Aslında, Ulusal Uzay Biyomedikal Araştırma Enstitüsü'nde kemik çalışmaları için ekip lideri olan Dr. Jay Shapiro'ya göre, "bunun büyüklüğü (sorunun) NASA'nın kemik kaybını uzun süreli uzay uçuşlarının doğal bir riski olarak görmesine yol açtı." Bu problemdeki önemli bir bileşen, hücresel seviye. Normal koşullar altında, osteoklast adı verilen bir dizi hücre kemiği parçalara ayırırken, başka bir kemik hücresi türü olan osteoblastlar aynı anda yeni kemik oluşturur. Bununla birlikte, osteoblastlar strese tepki vererek vücudun onu ittiği yerde kemik oluşturur. Uzayda kemikler çok az stres hisseder, çünkü yerçekimi kemikleri çekmez ve zayıflamış kaslar kemiklere daha az stres uygular. Bu, eski kemiği parçalama ve yeni kemik oluşturma sürecinin uyumsuz kalmasına neden olarak zayıflamış kemiklere neden olur. Ancak diğer faktörlerin de soruna katkıda bulunduğu görülüyor. Örneğin, vücut, mikro yerçekiminde, kemik sağlığının azalmasına katkıda bulunan hatalı biçimlendirilmiş kolajen lifleri üretme eğilimindedir.

Klinik düzeyde, kemik ve kastaki bu değişiklikler astronotlar için birçok soruna neden olur. Kemik kaybı, bir astronotun vücudunun yüzde 1 ila 2'sini kaybedebileceği vücudun alt yarısında en belirgindir. aylık kemik kütleleri, en uzun sürede yaklaşık yüzde 20 kemik kaybıyla dengeleniyor gibi görünüyor uzay uçuşları. Kemik ve kasın zayıflaması nihayetinde uzun süreli yatak istirahati sürelerinin etkilerine benzer. Astronotların kaslarını Dünya'nın yerçekimine yeniden uyarlamak için zamana ihtiyacı var. Bunun üzerine, kemikler kütle kaybederken kanda kalsiyum birikir. Bu, astronotlarda böbrek taşlarını teşvik eder.

NASA'nın bu koşullarla mücadele etmek için elinde birkaç yöntemi vardır. İlk olarak, uzayda egzersiz yapmak kemik kaybını ve kas zayıflığını azaltmaya yardımcı olur. Ani hareketlerle "patlayıcı" tip egzersizler eklemek, mikro yerçekiminin en kötü etkilerini ortadan kaldırmada egzersizin faydasını daha da artırabilir. Benzer şekilde, bir santrifüjde egzersiz yapmak, mikro yerçekiminin uzun vadeli etkilerini daha da azaltabilir ve kalp kaslarını güçlendirmeye yardımcı olabilir. Ek olarak, astronotların diyetindeki değişiklikler, mikro yerçekiminin kemik ve kas üzerindeki etkilerini azaltmada umut vaat ediyor. Son olarak, NASA kemik kaybıyla mücadele için ilaç kullanmayı denemeye başladı. Özellikle NASA, Dünya'da osteoporozu tedavi etmek ve önlemek için kullanılan bir ilaç olan astronotlara bifosfonat vermeye başladı. Bilim adamları, mikro yerçekimi kemik kaybını anlamanın, dünyadaki osteoporoz gibi kemik bozuklukları olan insanlar için daha iyi bir tedaviye dönüşebileceğini umuyor.