«Дуже заспокійливо» перед місією на Марс, каже кардіолог, який консультує NASA
Космічні польоти – це ризикована справа. Підтримання здоров’я астронавтів, особливо їхніх сердець, було головним напрямком кар’єри Бенджаміна Левіна, провідного консультанта-кардіолога NASA. Напередодні місії на Марс його останні дослідження продовжують перевіряти, наскільки добре фізичні вправи підтримують структуру та функцію серця під час тривалих космічних польотів.
У своїй статті, опублікованій у журналі Circulation, міжнародна команда представила результати дослідження 13 астронавтів, які виконували бортові ехокардіограми протягом шести місяців перебування в космосі. Ці зображення виявили незначні, але тимчасові зміни в серці при переході від земної гравітації до мікрогравітації, показуючи, як довготривалі космічні польоти впливають на розмір та функцію серця, а також що відбувається після повернення на Землю та в умовах симуляції марсіанської гравітації.
Їх висновок: початкові зміни у структурі та функції серця астронавтів стабілізувалися протягом шести місяців у космосі, а потім повернулися до норми після повернення на Землю. Автори приписують програми вправ захисту сердець астронавтів від тривалого перебування в космосі та в умовах симуляції низької гравітації, подібної до марсіанської.
Мікрогравітація змінює потік рідин до серця та від нього. Стінки камер серця змінюють свою форму, впливаючи на те, як серце перекачує кров. Саме тут на допомогу можуть прийти вправи та силові тренування.
«Найбільш новим і значущим результатом, який ми показали, було те, що після шести місяців у космосі, коли ви повертаєтеся на Землю, а потім потрапляєте під дію гравітації, що становить три восьмих земної (це гравітаційний градієнт, який ми відчуватимемо на Марсі), жоден астронавт не мав такої серцево-судинної реакції, яка б створювала більше навантаження, ніж вертикальна поза на Землі перед польотом», — сказав Левін, директор Інституту вправ та екологічної медицини в Texas Health Presbyterian Dallas. «Це було дуже заспокійливо для мене».
Місія на Марс, яка наразі 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, виникали побоювання щодо того, як їхнє здоров’я та працездатність можуть постраждати, коли вони вперше ступлять на Марс, щоб розпочати там свою роботу.
NASA та Google створили інструмент зі штучного інтелекту для здоров’я астронавтів
Окрім цих побоювань, Левін нагадав своїй аудиторії у своїй лекції у 2024 році, що хоча смерті в космічній програмі США траплялися лише через відмову обладнання, завжди існує ймовірність медичної надзвичайної ситуації. Прикладом є 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 у цій галузі використовували артеріальний тиск та частоту серцевих скорочень для висновків про функціонування серця. Для нового дослідження в Circulation, дослідники пішли далі цих показників здоров’я серця, навчивши астронавтів використовувати ехокардіограми, ультразвукові тести, які створюють рухомі зображення серця, під час космічного польоту, щоб краще бачити фізичні зміни та потенційний вплив контрзаходів, тобто вправ.
Левін поспілкувався зі STAT щодо цих останніх висновків. Розмова була відредагована для скорочення та ясності.
Розкажіть, що відмінного у ваших дослідженнях.
Це дослідження справді вперше повною мірою описує адаптацію серцево-судинної системи до космічного польоту протягом тривалого перебування в космосі порівняно з типовими гравітаційними градієнтами, які ми відчуваємо щодня на Землі.
Чи є якісь застереження щодо того, що ви дізналися?
Це астронавти, які змогли виконувати свої контрзаходи. Коли вони повернулися на Землю, вони мали значну медичну підтримку, а деякі з них отримували внутрішньовенні вливання. Але що станеться, наприклад, якщо астронавт отримає травму і не зможе тренуватися? Це може стати проблемою, і вони можуть бути більш скомпрометовані після приземлення.
Перш ніж ми продовжимо, як астронавти виконували власні ехокардіограми?
Ви не можете відправити сонографіста в космос, тому вся концепція віддаленого керування фактично еволюціонувала з NASA. З невеликою кількістю тренувань я можу мати сонографіста на Землі, який спілкується з астронавтами, показуючи їм схеми, кажучи: «Гаразд, помістіть ваш датчик сюди, на бік грудини. Тепер поверніть його на 10 градусів проти годинникової стрілки. Нахиліть хвіст до лівого стегна. Вдихніть, видихніть, затримайте дихання, натисніть зелену кнопку, захопіть зображення, і ось, ми можемо отримати ехо з якістю для досліджень таким чином».
Чи астронавти здоровіші за звичайних людей?
Я люблю екіпаж та астронавтів; вони чудові люди, але вони не є надзвичайно видатними фізичними зразками.
Що ви рекомендуєте для фітнесу під час космічного польоту?
В контексті космічної програми, яка забезпечує транспортування на Марс, їм доведеться мати тренажери та інструменти для збереження всього спектру людської адаптації до фізичної активності. Отже, це не лише серце, звісно. Це скелетні м’язи, кістки, мозок, психічний стан.
«Тактичні спортсмени» отримують нові рекомендації щодо серцево-судинної придатності
Які вправи можна виконувати в космічному кораблі?
Ви бачили, наскільки важливим був для екіпажу пристрій з маховиком, який вони мали на Artemis II. Я маю на увазі, їм дуже подобалося на ньому тренуватися та використовувати його, але для польоту на Марс він не буде таким великим, як на космічній станції. Космічна станція має бігову доріжку, велосипед та вагову систему.
Яке обладнання може бути на транспортному засобі, що прямує до Марса?
Саме над цим зараз працюють вчені з фізичної підготовки NASA — це не зовсім моя справа. Для інженерів це завжди баланс маси та об’єму. Якого розміру щось? Скільки місця воно займає? Скільки енергії потребує? І чи можемо ми інтегрувати це в транспортний засіб, який зможе доставити астронавтів аж на Марс?
Як ви дійшли до висновку, що вправи можуть бути можливим рішенням?
Ми провели багато досліджень із використанням постільного режиму, наземних моделей, які показують, що якщо ви просто втрачаєте форму, якщо ви лягаєте в ліжко, якщо ви усуваєте гідростатичний градієнт від голови до ніг, серце стискається, атрофується і стає функціонально жорсткішим. І якщо ви робите вправи, поки лежите в ліжку, це повністю усувається.
Ви стверджуєте у своїй новій статті, що серце надзвичайно пластичне, оскільки майже 75% маси лівого шлуночка реагує на зміни фізичної активності.
Кількість крові, яку серце перекачує за один удар, зменшується на 50% між лежачим та вертикальним положенням. Ось чому деякі люди непритомніють, коли встають.
Це звучить як POTS, або постуральна ортостатична тахікардія.
POTS є дуже хорошою моделлю. 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 надзвичайно дорогої інженерної та наукової роботи з дослідження Всесвіту, — це людина. Ми відправили багато ракет навколо Місяця, але тільки коли астронавти Artemis II з’явилися на телебаченні та облетіли Місяць з протилежного боку, люди сказали: «Боже мій, це просто неймовірно». І тому, коли ми розглядаємо всі ці інженерні виклики, найважливішим обмеженням і найважливішим зв’язком, ймовірно, є здоров’я, безпека та добробут астронавтів.
Джерело новини: www.statnews.com