Космічні польоти — справа ризикована. Діяльність астронавтів, особливо їхніх сердець, є ключовою для кар’єри Бенджаміна Левіна, провідного консультанта-кардіолога NASA. Напередодні місії на Марс його останні дослідження продовжують вивчати, наскільки добре фізичні вправи допомагають зберегти структуру та функцію серця під час тривалих космічних польотів.
У своїй статті, опублікованій у вівторок у журналі Circulation, міжнародна команда представила результати дослідження 13 астронавтів, які під час шестимісячного перебування в космосі проводили ехокардіографію. Це візуалізаційне дослідження показало незначні, але тимчасові зміни в серці при переході з земної гравітації до мікрогравітації, розкриваючи вплив тривалих космічних польотів на розмір і функцію серця, а також те, що відбувається після приземлення на Землю та в умовах симуляції марсіанської гравітації.
Висновок команди: початкові зміни в структурі та функції серця астронавтів стабілізувалися протягом шести місяців у космосі, а потім повернулися до норми після повернення на Землю. Автори приписують ефективність тренувальних програм захисту серця астронавтів від тривалого перебування в космосі та в умовах симуляції низької гравітації, подібної до марсіанської.
Мікрогравітація змінює кровообіг у серці. Стінки серцевих камер змінюють форму, впливаючи на роботу серця з перекачування крові. Саме тут на допомогу приходять фізичні вправи та силові тренування.
«Найбільш вражаючим нашим відкриттям стало те, що після шести місяців у космосі, коли астронавти поверталися на Землю, а потім піддавалися впливу гравітації, що становить три восьмих від земної — градієнта сили тяжіння, який ми відчуватимемо на Марсі, — жоден астронавт не мав настільки сильної серцево-судинної реакції, ніж в умовах вертикального положення на Землі до польоту», — сказав Левін, директор Інституту фізичних вправ та екстремальної медицини при Texas Health Presbyterian Dallas. «Це мене дуже заспокоїло».
Місія на Марс, запланована на 2035 рік, вимагає двох шестимісячних подорожей у мікрогравітації, між якими буде 18 місяців перебування на червоній планеті. Невагомість, як відомо, послаблює кістки та м’язи. Окрім тимчасового запаморочення, яке астронавти можуть відчувати після повернення на землю, існували побоювання щодо того, як їхнє здоров’я та працездатність можуть постраждати, коли вони вперше ступлять на Марс, щоб розпочати там свою роботу.
Окрім цих побоювань, Левін нагадав своїй аудиторії у 2024 році, що хоча смертей у космічній програмі США, пов’язаних із здоров’ям, не було (крім відмови обладнання), завжди існує можливість медичної надзвичайної ситуації. Наприклад, медична евакуація в січні, яка стала першою для NASA. Оскільки астронавти, як правило, є чоловіками та жінками середнього віку, Левін зазначив, що найімовірнішою причиною катастрофічної медичної проблеми буде серцево-судинна подія.
Попередні дослідження в цій галузі використовували вимірювання артеріального тиску та частоти серцевих скорочень для оцінки роботи серця. У новому дослідженні, опублікованому в Circulation, дослідники пішли далі цих показників здоров’я серця, навчаючи астронавтів використовувати ехокардіографію — ультразвукові дослідження, що створюють рухомі зображення серця — під час космічного польоту для кращого виявлення фізичних змін та потенційного впливу контрзаходів, тобто фізичних вправ.
Розкажіть, що нового у ваших дослідженнях?
Це дослідження — перше, що повною мірою описує адаптацію серцево-судинної системи до космічного польоту під час тривалого перебування в космосі порівняно зі звичайними гравітаційними градієнтами, які ми відчуваємо щодня на Землі.
Чи є застереження щодо того, що ви дізналися?
Йдеться про астронавтів, які мали змогу виконувати свої контрзаходи. Коли вони повернулися на Землю, їм надавали значну медичну підтримку, а деяким робили внутрішньовенні інфузії. Але що станеться, наприклад, якщо астронавт отримає травму і не зможе тренуватися? Це може бути проблемою, і вони можуть бути більш ослабленими після приземлення.
Перш ніж продовжити, розкажіть, як астронавти самі проводили ехокардіографію?
Ви не можете взяти в космос сонографіста, тому вся концепція дистанційного керування розвивалася з NASA. З невеликим тренуванням я можу мати сонографіста на землі, який спілкується з астронавтами, показує їм діаграми та каже: «Гаразд, покладіть датчик сюди, біля грудини. Тепер поверніть його на 10 градусів проти годинникової стрілки. Нахиліть кінець датчика до лівого стегна. Вдихніть, видихніть, затримайте подих, натисніть зелену кнопку, збережіть, і ось, ми можемо отримати ехограми дослідницької якості таким чином».
Чи здоровіші астронавти, ніж звичайні люди?
Я люблю екіпаж та астронавтів, вони чудові люди, але вони не є видатними спортсменами.
Що ви рекомендуєте для фізичної підготовки в космосі?
В контексті космічної програми, яка забезпечує транспортування на Марс, їм доведеться мати тренажери та обладнання для збереження всього спектру людської адаптації до фізичної активності. Тобто, це не тільки серце, звичайно. Це скелетні м’язи, кістки, мозок, психічний стан.
Які тренажери можуть бути на космічному кораблі?
Ви бачили, наскільки важливим був простий маховий тренажер, який вони мали в Artemis II для екіпажу. Я маю на увазі, вони просто обожнювали сідати на нього, практикуватися та використовувати його, але для польоту на Марс, він не буде таким великим, як на космічній станції. На космічній станції є бігова доріжка, велотренажер та система для силових вправ.
Яке обладнання може бути на транспортному засобі, що прямує на Марс?
Це те, над чим зараз працюють вчені NASA з фізичної підготовки — це не зовсім моя справа визначати. Для інженерів це завжди баланс маси та об’єму. Якого розміру річ? Скільки місця вона займає? Скільки енергії потребує? І чи можна інтегрувати це в транспортний засіб, який зможе доставити астронавтів на Марс?
Як ви дійшли висновку, що фізичні вправи є можливим рішенням?
Ми провели багато досліджень з використанням постільного режиму, наземних моделей, які показують, що якщо ви просто декондиціонуєтеся, лягаєте в ліжко, усуваєте гідростатичний градієнт від голови до ніг, серце стискається, атрофується і стає функціонально жорсткішим. І якщо ви займаєтеся спортом, лежачи в ліжку, це повністю усувається.
У вашій новій статті ви стверджуєте, що серце надзвичайно пластичне, оскільки майже 75% м’язової маси лівого шлуночка реагує на зміни фізичної активності.
Кількість крові, яку серце перекачує за один удар, зменшується на 50% при переході з лежачого положення у вертикальне. Ось чому деякі люди непритомніють, коли встають.
Це звучить як POTS, або синдром постуральної ортостатичної тахікардії.
POTS — це дуже добра модель. Причина, чому я лікую пацієнтів з POTS, полягає в тому, що вони фундаментально мають «гравітаційне захворювання». Підхід, який я використовую для пацієнтів, був сформований дослідженнями, які ми проводимо в космічних польотах.
Що нам, на Землі, слід пам’ятати?
Те, що привертає увагу американської громадськості та забезпечує підтримку, яка є надзвичайною інженерною та науковою витратою на дослідження Всесвіту, — це людина. Ми відправили багато ракет навколо Місяця, але тільки коли астронавти Artemis II показали себе по телевізору та облетіли Місяць зі зворотного боку, люди сказали: «Боже мій, це просто неймовірно». І тому, коли ми думаємо про всі ці інженерні виклики, найважливішим обмеженням та найважливішим зв’язком, ймовірно, є здоров’я, безпека та благополуччя астронавтів.
Sourse: abcnews.go.com