การศึกษาในนักบินอวกาศสามารถปรับปรุงสุขภาพในอวกาศและบนโลก - โลกฟิสิกส์

การศึกษาในนักบินอวกาศสามารถปรับปรุงสุขภาพในอวกาศและบนโลก - โลกฟิสิกส์

ประทับเวลา: 6 กันยายน 2023 5:00 น.

นักบินอวกาศ Thomas Pesquet บน ISS
วิทยาศาสตร์ในอวกาศ นักบินอวกาศ โธมัส เพสเกต์ ใส่ตัวอย่างเลือดสำหรับการศึกษา MARROW ลงในตู้แช่แข็งห้องปฏิบัติการลบ 80 องศา บนสถานีอวกาศนานาชาติ (เอื้อเฟื้อโดย: นาซา)

ชีวิตในอวกาศทำให้ร่างกายมนุษย์ต้องเผชิญกับสภาวะสุดขั้ว ทำให้นักบินอวกาศได้รับรังสี กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของของเหลว และขจัดแรงทางกายภาพบนโครงกระดูก การบินในอวกาศยังสามารถทำให้เกิดการแตกของเม็ดเลือดแดง การทำลายเซลล์เม็ดเลือดแดง ทำให้เกิด "โรคโลหิตจางในอวกาศ"

เพื่อตรวจสอบผลกระทบด้านสุขภาพของการบินอวกาศในระยะยาว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยออตตาวาได้ศึกษานักบินอวกาศ 14 คนที่เดินทางกลับจากภารกิจหกเดือนบนสถานีอวกาศนานาชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในไขกระดูกของนักบินอวกาศก่อนและหลังภารกิจ การศึกษารายงานใน การสื่อสารธรรมชาติเผยให้เห็นว่าการเดินทางในอวกาศทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงและกระดูกหมดสิ้น แต่เมื่อกลับมายังโลก ร่างกายจะฟื้นตัวด้วยความช่วยเหลือของไขมันที่สะสมอยู่ในไขกระดูก

“เราพบว่านักบินอวกาศมีไขมันในไขกระดูกน้อยลงอย่างเห็นได้ชัดหลังจากกลับมายังโลกได้หนึ่งเดือน” ผู้เขียนอาวุโสกล่าว กาย ทรูเดล จากมหาวิทยาลัยออตตาวา และโรงพยาบาลออตตาวา ในแถลงการณ์ “เราคิดว่าร่างกายกำลังใช้ไขมันนี้เพื่อช่วยทดแทนเซลล์เม็ดเลือดแดงและสร้างกระดูกที่สูญเสียไประหว่างการเดินทางในอวกาศขึ้นมาใหม่”

ฟื้นตัวจากการบินอวกาศ

การศึกษานี้รวมนักบินอวกาศชาย 11 คนและหญิง 100 คน ผู้เข้าร่วมเข้ารับการถ่ายภาพ MR กระดูกสันหลังส่วนเอวและสเปกโทรสโกปีประมาณ 41 วันก่อนการบิน และประมาณ 41 วัน หกเดือน และหนึ่งปีหลังจากกลับมายังโลก ทรูเดลและเพื่อนร่วมงานใช้เทคนิค MR เชิงปริมาณสามเทคนิคสังเกตว่า 4.2 วันหลังจากลงจอด ไขมันในไขกระดูกของนักบินอวกาศลดลง XNUMX% จากค่าก่อนการบิน

เพื่อตรวจสอบกลไกที่เป็นไปได้ในการลดไขมันในไขกระดูก (BMA) ทีมงานได้สำรวจว่ามีความเกี่ยวข้องกับการฟื้นตัวของนักบินอวกาศจากโรคโลหิตจางในอวกาศหรือไม่ ดังที่เกิดขึ้นเมื่อการกลับคืนสู่แรงโน้มถ่วงของโลกกระตุ้นให้เกิดการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น สามวันหลังจากลงจอด การวิเคราะห์ตัวอย่างเลือดแสดงให้เห็นว่านักบินอวกาศมีเซลล์เม็ดเลือดแดงน้อยกว่าก่อนภารกิจในอวกาศถึง 10.4% ซึ่งยืนยันว่าพวกเขาป่วยเป็นโรคโลหิตจางในอวกาศ

ในช่วง 41 วันหลังการบิน นักวิจัยตรวจวัดความเข้มข้นของเรติคูโลไซต์ (เซลล์เม็ดเลือดแดงที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ) ในเลือดของนักบินอวกาศได้สูงกว่าตอนก่อนการบินถึง 18.9% การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสัมพันธ์เชิงพื้นที่และเชิงเวลากับการเปลี่ยนแปลงของไขมันในไขกระดูก ซึ่งตอกย้ำทฤษฎีที่ว่าการลดระดับ BMA เป็นผลมาจากการบริโภคกรดไขมันในท้องถิ่นเพื่อสนับสนุนการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดง

นอกจากการสูญเสียเซลล์เม็ดเลือดแดงแล้ว นักบินอวกาศยังต้องทนทุกข์ทรมานจากการสูญเสียมวลกระดูกหรือ “ภาวะกระดูกพรุนในอวกาศ” อีกด้วย นักวิจัยได้ตรวจสอบว่าการลดลงของ BMA มีความสัมพันธ์กับการฟื้นตัวของนักบินอวกาศจากสภาวะนี้เมื่อสัมผัสกับแรงโน้มถ่วงอีกครั้งหรือไม่ พวกเขาพบว่า 41 วันหลังจากลงจอด เครื่องหมายในเลือดและปัสสาวะของการสร้างกระดูกเพิ่มขึ้นกว่าระดับพื้นฐาน

พวกเขายังใช้การดูดกลืนรังสีเอกซ์พลังงานคู่เพื่อตรวจสอบความหนาแน่นของมวลกระดูกกระดูกสันหลังก่อนและหลังการบินในอวกาศ นักบินอวกาศสูญเสียค่าเฉลี่ย 0.03±0.03 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร2 มวลกระดูกกระดูกสันหลังที่ 3-18 วันหลังการบิน เทียบกับก่อนการบิน หกถึงเก้าเดือนหลังจากการลงจอด อาการนี้ก็ฟื้นตัวขึ้นบ้าง แต่ก็ยังต่ำกว่าระดับพื้นฐานเล็กน้อย การค้นพบนี้สนับสนุนกลไกที่เป็นไปได้ประการที่สองในการลดระดับ BMA นั่นคือการใช้กรดไขมันในท้องถิ่นเพื่อสร้างกระดูกที่ใช้พลังงานมากเพื่อตอบสนองต่อภาวะกระดูกพรุนในอวกาศ

“เนื่องจากเซลล์เม็ดเลือดแดงถูกสร้างขึ้นในไขกระดูกและเซลล์กระดูกล้อมรอบไขกระดูก จึงสมเหตุสมผลที่ร่างกายจะใช้ไขมันจากไขกระดูกในท้องถิ่นเป็นแหล่งพลังงานพิเศษในการเติมเชื้อเพลิงให้กับเซลล์เม็ดเลือดแดงและการผลิตกระดูก” อธิบาย ทรูเดล. “เราตั้งตารอที่จะตรวจสอบเรื่องนี้เพิ่มเติมในสภาวะทางคลินิกต่างๆ บนโลก”

ความแตกต่างเฉพาะทางเพศ

นักวิจัยพบว่าการสูญเสียมวลกระดูกมีนัยสำคัญทางสถิติสำหรับนักบินอวกาศชายเท่านั้น ซึ่งกระตุ้นให้พวกเขาสำรวจการเปลี่ยนแปลงทางเพศที่อาจเกิดขึ้นในกรุงเทพมหานครหลังจากการเดินทางในอวกาศเป็นเวลานาน บนโลกนี้ ผู้หญิงวัยก่อนหมดประจำเดือนโดยทั่วไปจะมีค่า BMA ต่ำกว่าผู้ชาย และในกลุ่มนี้ นักบินอวกาศหญิงมีไขมันไขกระดูกบริเวณเอวลดลง 11.1% ในช่วงก่อนบินมากกว่านักบินอวกาศชาย

ในเวลา 41 วันหลังการบิน นักบินอวกาศหญิงและชายแสดงการลดลงของ BMA บริเวณเอวที่เหมือนกัน อย่างไรก็ตาม การวัดที่หกเดือนและหนึ่งปีเผยให้เห็นว่าในขณะที่ BMA ของนักบินอวกาศชายค่อยๆ กลับมาสู่ระดับปกติ แต่ BMA ก็เพิ่มขึ้นอย่างมากในนักบินอวกาศหญิง ข้อมูล MR แสดงให้เห็นว่าหลังการบินหนึ่งปี ความแตกต่างระหว่างชายและหญิงก็หายไป นักวิจัยแนะนำว่าการปรับกรุงเทพมหานครตามเพศโดยเฉพาะนี้สมควรได้รับการตรวจสอบเพิ่มเติมในประชากรกลุ่มใหญ่

ทีมงานยังได้ทดสอบผลกระทบของอายุของนักบินอวกาศต่อการปรับค่า BMA ของกระดูกสันหลังหลังจากการบินอวกาศในระยะเวลานาน พวกเขาพบว่ายิ่งนักบินอวกาศอายุน้อยกว่า ไขมันไขกระดูกจะลดลงมากขึ้นใน 41 วันหลังจากลงจอด

นักวิจัยเน้นย้ำว่าการค้นพบนี้ในนักบินอวกาศสามารถช่วยผู้คนบนโลกได้ เช่น ผู้ป่วยโรคโลหิตจางที่สูญเสียมวลกล้ามเนื้อและกระดูกหลังจากการเจ็บป่วยระยะยาวและการเคลื่อนไหวที่จำกัด “ฉันหวังว่าการวิจัยนี้จะช่วยให้ผู้คนฟื้นตัวจากการไม่สามารถเคลื่อนไหวได้บนโลกและในอวกาศ” ทรูเดลกล่าว “งานวิจัยของเรายังให้ความกระจ่างเกี่ยวกับโรคต่างๆ เช่น โรคกระดูกพรุน โรคเมตาบอลิซึม ความชรา และมะเร็ง ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของไขมันในไขกระดูก”

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์

ใบหน้าทั้งสองของวิศวกรการบินและอวกาศในช่วงสงคราม: เรื่องราวที่เป็นที่ถกเถียงของแวร์นเฮอร์ ฟอน เบราน์ - โลกฟิสิกส์

คลัสเตอร์ต้นทาง:
โหนดต้นทาง: 1898210
ประทับเวลา: ตุลาคม 4, 2023