Boravak u svemiru predstavlja ostvarenje vjekovnog sna čovječanstva, no istovremeno donosi i goleme izazove za ljudski organizam. U okruženju mikrogravitacije, daleko od poznatih uvjeta na Zemlji, naša se tijela počinju ponašati na posve drugačije načine. Kosti gube gustoću, mišićna masa se smanjuje, srce i krvne žile prolaze kroz neočekivane prilagodbe, a čak se i imunološki sustav mijenja. Ove transformacije nisu samo znanstvena zanimljivost; one izravno utječu na zdravlje i uspješnost misija astronauta, osobito tijekom dugotrajnih boravaka na lokacijama poput Međunarodne svemirske postaje (ISS). Ipak, upravo proučavanje tih negativnih učinaka otvara vrata revolucionarnim medicinskim spoznajama koje imaju potencijal unaprijediti zdravstvenu skrb za sve nas na Zemlji.

Svemir kao jedinstveni medicinski laboratorij

Istraživanja Europske svemirske agencije (ESA) ne svode se samo na osiguravanje sigurnosti astronauta. Proučavanje utjecaja svemirskih letova na ljudsko tijelo nudi jedinstven uvid u medicinska stanja koja pogađaju milijune ljudi na našem planetu. Problemi poput osteoporoze, mišićne atrofije i kardiovaskularnih bolesti na Zemlji se razvijaju godinama, dok se u svemiru slični procesi odvijaju znatno ubrzano. To svemirsko okruženje pretvara u svojevrsni medicinski laboratorij gdje znanstvenici mogu u relativno kratkom vremenu proučavati mehanizme bolesti i testirati nove terapije. Znanje stečeno u orbiti ima izravan potencijal koristiti svima, od starije populacije suočene s posljedicama starenja do pacijenata koji se oporavljaju od teških ozljeda ili dugotrajnih bolesti.

Ključnu ulogu u ovim naporima ima ESA-in program SciSpacE, koji okuplja znanstvenike iz cijele Europe s ciljem istraživanja kako svemirski stresori – bestežinsko stanje, izolacija i kozmičko zračenje – utječu na ljudsku fiziologiju. Istrage se provode na dvije fronte: direktno na Međunarodnoj svemirskoj postaji, ali i na Zemlji kroz takozvane analogne studije. Najpoznatije među njima su studije dugotrajnog mirovanja u krevetu (bedrest studies), tijekom kojih dobrovoljci provode tjedne, pa i mjesece ležeći s glavom nagnutom prema dolje kako bi se što vjernije simulirali uvjeti mikrogravitacije, posebice preraspodjela tjelesnih tekućina i nedostatak opterećenja na kostur i mišiće.

U fokusu: zdravlje kostiju i srca astronauta

U sklopu misije Ignis na Međunarodnoj svemirskoj postaji, proveden je niz ključnih europskih eksperimenata koji su se usredotočili na fundamentalna područja ljudskog zdravlja, prvenstveno na zdravlje kostiju, kardiovaskularnu funkciju i performanse mišića. Dva su sustava posebno osjetljiva na nedostatak gravitacije: koštani i krvožilni.

Jedna od najizraženijih posljedica boravka u svemiru je gubitak koštane mase. Bez stalnog opterećenja koje na Zemlji pruža sila teže, kosti gube kalcij i postaju krhkije brzinom koja je neusporedivo veća od one kod starijih osoba s osteoporozom. Studija nazvana Bone Health detaljno istražuje doživljavaju li astronauti specifičnu vrstu slabljenja kostiju nakon kratkotrajnih misija, fenomen poznat kao Post Re-Entry Bone Loss (PREBL). Prikupljanjem snimaka gustoće kostiju, uzoraka krvi i podataka o aktivnosti, istraživači se nadaju da će bolje razumjeti kako se kostur oporavlja nakon povratka na Zemlju i koji su mehanizmi u pozadini tog procesa.

Paralelno, eksperiment Bone on ISS bavi se dugoročnim promjenama u strukturi kostiju kod astronauta koji su letjeli više puta. Koristeći sofisticirane molekularne markere, znanstvenici prate kako se kosti preoblikuju u svemiru. Krajnji cilj ovog projekta je razvoj "digitalnog blizanca kosti" – virtualnog modela koji može s velikom preciznošću predvidjeti kako će koštani sustav pojedinog astronauta reagirati na svemirske uvjete. Takav alat omogućio bi stvaranje personaliziranih protumjera i planova vježbanja, čime bi se rizik od prijeloma i dugoročnih oštećenja sveo na minimum.

ESA također intenzivno istražuje učinke svemirskog leta na srce kroz studiju Cardio Deconditioning. U mikrogravitaciji, srce ne mora raditi toliko naporno kako bi pumpalo krv kroz tijelo, što s vremenom može dovesti do njegovog smanjenja i gubitka kapaciteta. Znanstvenici koriste napredne tehnike snimanja, poput magnetske rezonancije i ultrazvuka, te uspoređuju podatke iz svemirskih misija s onima iz zemaljskih studija mirovanja u krevetu kako bi razumjeli kako boravak u svemiru i izloženost zračenju utječu na kardiovaskularno zdravlje. Ove spoznaje ne samo da pomažu u zaštiti astronauta, već pružaju i dragocjene informacije za liječenje srčanih bolesti na Zemlji.

Borba protiv atrofije mišića: Inovativna rješenja iz orbite

Uz kosti, mišići su među prvima na udaru u bestežinskom stanju. Bez potrebe za suprotstavljanjem gravitaciji pri svakom pokretu, mišićna vlakna brzo počinju propadati, što dovodi do značajnog gubitka mase i snage. Kako bi se suprotstavila ovom izazovu, ESA testira inovativnu tehniku poznatu kao neuromišićna električna stimulacija (NMES). Ova metoda primjenjuje blage, kontrolirane električne impulse na mišiće nogu, potičući njihovu kontrakciju bez svjesnog napora astronauta. Cilj je održati snagu, izdržljivost i mišićnu masu tijekom dugotrajnih letova, čime se smanjuje vrijeme potrebno za rehabilitaciju po povratku.

Eksperiment nazvan Muscle Stimulation, u kojem su sudjelovali i astronauti poput Matthiasa Maurera, uključuje sveobuhvatan paket procjena, od snimanja magnetskom rezonancijom (MRI) i analize mikrocirkulacije do uzimanja uzoraka krvi, kako bi se precizno procijenila učinkovitost NMES-a u svemiru. Poljski astronaut Sławosz Uznański također je tijekom svog boravka u modulu Columbus proveo niz eksperimenata vezanih uz ljudsku fiziologiju. Potencijal NMES tehnologije ogroman je i na Zemlji – mogla bi pomoći pacijentima s ograničenom pokretljivošću, osobama koje se oporavljaju od operacija ili ozljeda, kao i starijoj populaciji u borbi protiv sarkopenije, odnosno gubitka mišićne mase povezanog sa starenjem.

Od svemira do Zemlje: Konkretne koristi za globalno zdravlje

Sva ova istraživanja, od kostiju i mišića do srca i stanica, dio su šireg cilja: učiniti ljudsko istraživanje svemira sigurnijim i održivijim za buduće generacije koje će putovati na Mjesec, Mars i dalje. Međutim, ona istovremeno odražavaju i golemu vrijednost svemirske znanosti za čovječanstvo. Promatrajući ljudsko tijelo u ekstremnom okruženju svemira, ESA otkriva nova znanja koja izravno doprinose poboljšanju zdravstvene skrbi na Zemlji. Rad koji se obavlja na Međunarodnoj svemirskoj postaji pomiče granice znanosti. On nas ne priprema samo za život izvan našeg planeta – pomaže nam da živimo zdravije živote upravo ovdje, kod kuće.

Izvor: European Space Agency