Διάστημα: Γιατί παθαίνουν αναιμία οι αστροναύτες

Συντάκτης: Γαλδαδάς Αλκης

Το φαινόμενο των μειωμένων ερυθροκυττάρων είχε παρατηρηθεί από την αρχή των διαστημικών αποστολών. Καναδοί ερευνητές έριξαν φως στην αιτιολογία του, εύρημα πολύτιμο και για τις γήινες συνθήκες

Από τις μελέτες ερευνητών παρατηρήθηκε ότι οι αστροναύτες χάνουν περίπου 54% περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια σε σχέση με αυτά που χάνει ο μέσος άνθρωπος στη Γη

Είναι σίγουρο ότι τις επόμενες δεκαετίες οι διαστημικές αποστολές θα απασχολήσουν πολύ έντονα την ανθρωπότητα. Ήδη έχουν ξεκινήσει ταξίδια αναψυχής στο Διάστημα, ενώ οι διαστημικοί οργανισμοί σχεδιάζουν αποστολές με τις οποίες ο άνθρωπος θα καθιερώσει την παρουσία του στη Σελήνη και στον Άρη. Προτού συμβεί όμως αυτό, θα πρέπει να εξασφαλιστεί η υγεία τόσο των αστροναυτών όσο και των πολιτών οι οποίοι θα επιλέξουν να ταξιδέψουν εκτός της Γης. Σε πρόσφατη δημοσίευση στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature Medicine», επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Οτάβα παρουσιάζουν τα αποτελέσματα έρευνάς τους, η οποία καταδεικνύει ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια των αστροναυτών καταστρέφονται με αυξημένους ρυθμούς στο Διάστημα. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας έρχονται να προστεθούν στα πολυάριθμα ευρήματα της Ιατρικής του Διαστήματος, ενός ταχέως αναπτυσσόμενου κλάδου ο οποίος αναμένεται να πρωταγωνιστήσει σε ένα μέλλον το οποίο περιλαμβάνει συχνά ταξίδια και αποστολές μεγάλης διάρκειας στο Διάστημα. Ας δούμε πιο αναλυτικά τα ευρήματα των επιστημόνων, σκιαγραφώντας παράλληλα τις προκλήσεις που θέτει η Ιατρική του Διαστήματος.

Ο γρίφος της διαστημικής αναιμίας

Η παρατήρηση ότι οι αστροναύτες επιστρέφοντας στη Γη παρουσιάζουν συμπτώματα αναιμίας δεν είναι καινούργια: από τις πρώτες κιόλας αποστολές οι επιστήμονες είχαν επισημάνει ότι ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων που κυκλοφορεί στο αίμα των αστροναυτών όταν αυτοί επανέρχονται στη Γη είναι μικρότερος από τον αριθμό που καταγράφεται όταν αναχωρούν για την αποστολή τους. Προηγούμενες μελέτες οι οποίες αφορούσαν τη λεγόμενη «διαστημική αναιμία» είχαν δείξει ότι αυτή εμφανίζεται τις πρώτες ημέρες του διαστημικού ταξιδιού, καθώς και όταν οι αστροναύτες επιστρέφουν στη Γη.

Έτσι, οι επιστήμονες είχαν διατυπώσει την υπόθεση ότι η παθολογική αυτή κατάσταση προκύπτει στο πλαίσιο της προσαρμογής του ανθρώπινου σώματος σε περιβάλλον μικροβαρύτητας (σε συνθήκες δηλαδή όπου η βαρύτητα πλησιάζει το μηδέν) και όταν το σώμα προσαρμόζεται εκ νέου στις γήινες συνθήκες. Μεταγενέστερη έρευνα ήρθε να περιπλέξει την κατάσταση, αφού οι μετρήσεις των ερευνητών έδειχναν ότι ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων αυξάνεται κατά τη διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού, ένδειξη η οποία ερχόταν σε αντίθεση με την κυρίαρχη υπόθεση που είχε διατυπωθεί μέχρι τότε.

«Η παθολογική αυτή κατάσταση είχε παρατηρηθεί στους αστροναύτες εδώ και τουλάχιστον πέντε δεκαετίες» σημειώνει στο ΒΗΜΑ-Science ο δρ Γκάι Τράντελ, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Οτάβα στον Καναδά, συμπληρώνοντας ωστόσο ότι «μέχρι πρότινος δεν είχε δοθεί κάποια ικανοποιητική εξήγηση, εν μέρει επειδή υπάρχουν δυσκολίες στην πραγματοποίηση έρευνας στο Διάστημα». Η ανάγκη περαιτέρω διερεύνησης της διαστημικής αναιμίας ήταν λοιπόν επιτακτική. «Καθώς σχεδιάζονται διαστημικά ταξίδια, τα οποία ενδεχομένως να διαρκέσουν περισσότερο από έναν χρόνο, είναι επιτακτική ανάγκη να συμπληρώσουμε το κενό γνώσεων το οποίο έχουμε για τη διαστημική αναιμία» αναφέρει ο καθηγητής.

Αναζητώντας τον βιολογικό μηχανισμό

Οι πτυχές οι οποίες δεν έχουν ξεκαθαριστεί σχετικά με αυτή την παθολογική κατάσταση δεν αφορούν μόνο το χρονικό διάστημα κατά το οποίο εμφανίζεται η αναιμία στους αστροναύτες. Αφορούν επίσης και τους βιολογικούς μηχανισμούς οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την εμφάνιση της αναιμίας: οι ερευνητές δεν έχουν διευκρινίσει με ποιον τρόπο προκαλείται η μείωση των ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα. Ο αριθμός τους θα μπορούσε να μειώνεται επειδή, υπό ορισμένες συνθήκες, τα κύτταρα αυτά καταστρέφονται με πιο γρήγορο ρυθμό ή, αντίθετα, επειδή η παραγωγή τους φθίνει. Στο παρελθόν, έρευνες είχαν δείξει ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια καταστρέφονται με αυξημένο ρυθμό όταν ο ανθρώπινος οργανισμός βρίσκεται σε συνθήκες παραπλήσιες με αυτές που επικρατούν σε περιβάλλον μικροβαρύτητας. Βασισμένοι στα αποτελέσματα αυτά, οι επιστήμονες επιχείρησαν να λύσουν τον γρίφο της διαστημικής αναιμίας ελέγχοντας εάν κατά τη διάρκεια μιας διαστημικής αποστολής τα ερυθρά αιμοσφαίρια των αστροναυτών καταστρέφονται με αυξημένο ρυθμό. Για τον σκοπό αυτόν συνέλεξαν δείγματα αίματος και αναπνοής πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την ολοκλήρωση της διαστημικής αποστολής. Τα δείγματα αυτά συλλέχθηκαν από τρεις γυναίκες και έντεκα άνδρες αστροναύτες, οι οποίοι παρέμειναν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για χρονικό διάστημα έξι μηνών.

Μια βασική αιτία: η αιμόλυση

Το επόμενο βήμα των ερευνητών ήταν να αναζητήσουν στα δείγματα ίχνη, δηλαδή χημικά μόρια, τα οποία θα «πρόδιδαν» την καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Δύο από τα βασικότερα ίχνη τα οποία αφήνει η αιμόλυση, όπως ονομάζεται η καταστροφή των κυττάρων αυτών, είναι η αύξηση της ποσότητας του σιδήρου στο πλάσμα του αίματος, καθώς και η αύξηση του μονοξειδίου του άνθρακα στον αέρα που εκπνέεται από τους πνεύμονες.

Η ανάλυση των δειγμάτων του αίματος και της αναπνοής των αστροναυτών έδειξε πράγματι ότι οι τιμές του σιδήρου και του μονοξειδίου του άνθρακα ήταν σημαντικά πιο υψηλές όχι μόνο κατά τη διάρκεια του ταξιδιού, αλλά και έναν χρόνο μετά την επιστροφή των αστροναυτών στη Γη. Συγκεκριμένα, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι αστροναύτες χάνουν περίπου 54% περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια σε σχέση με αυτά που χάνει ο μέσος άνθρωπος στη Γη. Ενδεικτικά, ενώ σε μια φυσιολογική κατάσταση ο οργανισμός του ανθρώπου χάνει και δημιουργεί 2 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια ανά δευτερόλεπτο, οι αστροναύτες χάνουν κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους 3 εκατομμύρια ερυθρά αιμοσφαίρια ανά δευτερόλεπτο.

Συλλογή στοιχείων από το 1967

Ήδη από το 1967 ερευνητές είχαν επισημάνει ότι τόσο στις αμερικανικές όσο και στις σοβιετικές διαστημικές αποστολές παρατηρήθηκε μειωμένος αριθμός ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα αστροναυτών. Έκτοτε οι επιστήμονες ξεκίνησαν να συλλέγουν με συστηματικό τρόπο αιματολογικά στοιχεία, ώστε να κατανοήσουν τους παράγοντες στους οποίους οφείλεται αυτή η μείωση.

Το αποτέλεσμα αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό, αφού υποδεικνύει για πρώτη φορά μια βασική αιτία εμφάνισης της διαστημικής αναιμίας. «Βρήκαμε ότι η αιτία εμφάνισης της αναιμίας είναι η καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων, δηλαδή η αιμόλυση» σημειώνει ο καθηγητής, συμπληρώνοντας ότι «δεν γνωρίζουμε τι προκαλεί αυτή την αιμόλυση, ωστόσο υπάρχουν κάποιες υποθέσεις οι οποίες πρέπει να ελεγχθούν στο μέλλον. Μερικές από αυτές είναι ότι η αιμόλυση προκαλείται από αλλαγές στον μυελό των οστών, στη λειτουργία του ήπατος ή του σπλήνα, ή ακόμα και στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των ερυθρών αιμοσφαιρίων». Πάντως, αν και τα αποτελέσματα της έρευνας καταδεικνύουν ότι υπάρχει μια σαφής αύξηση του ρυθμού καταστροφής των ερυθρών αιμοσφαιρίων, δεν υποδεικνύουν εάν αυξάνεται επίσης ο ρυθμός αναπλήρωσης των κυττάρων αυτών.

Εύρημα που αλλάζει τα δεδομένα

Περαιτέρω διερεύνηση του μηχανισμού είναι πολύ σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα τη διατροφή και τις συνθήκες προετοιμασίας των αστροναυτών. «Αναγνωρίσαμε μια μεγάλη πτώση στον αριθμό των ερυθρών αιμοσφαιρίων των αστροναυτών. Δεν γνωρίζουμε για πόσο χρονικό διάστημα μπορεί να συμβαίνει κάτι τέτοιο χωρίς να επιφέρει αρνητικές επιπλοκές στον οργανισμό» σημειώνει ο δρ Τράντελ, συμπληρώνοντας ότι «από τη στιγμή που οι αστροναύτες χρησιμοποιούν τα αποθέματα των ερυθρών αιμοσφαιρίων, σε περίπτωση που προκύψει μια έκτακτη ανάγκη, όπως μια αιμορραγία από τραυματισμό, αυτή μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την επιβίωση του αστροναύτη». Επιπλέον, το γεγονός ότι, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της έρευνας, η καταστροφή των ερυθρών αιμοσφαιρίων συνεχίζεται επί έναν χρόνο μετά την άφιξη στη Γη θέτει συγκεκριμένους περιορισμούς σχετικά με το χρονικό διάστημα το οποίο θα πρέπει να μεσολαβεί προτού ένας αστροναύτης αναχωρήσει για την επόμενη αποστολή. Μπορεί τα συγκεκριμένα ευρήματα να αφορούν άμεσα τους αστροναύτες οι οποίοι συμμετέχουν σε διαστημικές αποστολές, ωστόσο είναι επίσης ιδιαίτερα σημαντικά για τη διασφάλιση της υγείας των τουριστών του Διαστήματος, δηλαδή των πολιτών οι οποίοι επιλέγουν να ταξιδέψουν στο Διάστημα για λόγους αναψυχής.

Ιατρική του Διαστήματος

Μια εξαιρετικά ενδιαφέρουσα πτυχή της έρευνας στον τομέα της Ιατρικής του Διαστήματος είναι ότι τα ευρήματα στο πλαίσιο αυτού του πεδίου ανοίγουν καινούργιες προοπτικές για την έρευνα στην παραδοσιακή Ιατρική. Καθώς ο ανθρώπινος οργανισμός μελετάται σε συνθήκες μικροβαρύτητας, αποσαφηνίζονται μηχανισμοί των οποίων η μελέτη σε… γήινες συνθήκες παρουσιάζει δυσκολίες. Η μελέτη της διαστημικής αναιμίας σε αστροναύτες είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα. Τα ευρήματα των επιστημόνων ενδέχεται να είναι εξαιρετικά σημαντικά για την κατανόηση των γενεσιουργών αιτιών της αιμόλυσης ή της αναιμίας στον πληθυσμό της Γης. «Οι αστροναύτες θεωρούνται αδρανείς στο Διάστημα. Η απουσία δυνάμεων στο σώμα τους οδηγεί σε κακή φυσική κατάσταση. Στη Γη, πολλοί άνθρωποι υποφέρουν από ακινησία: άνθρωποι οι οποίοι βρίσκονται σε εντατικές μονάδες θεραπείας, ασθενείς με περιορισμένη κινητικότητα, ηλικιωμένοι, παρουσιάζουν τα ίδια προβλήματα με τους αστροναύτες» εξηγεί ο δρ Τράντελ, συνεχίζοντας: «Μερικά από αυτά τα προβλήματα είναι η μυϊκή αδυναμία, η απώλεια οστικής μάζας και η αναιμία. Έτσι, ο μηχανισμός ο οποίος προκαλεί την αναιμία στο Διάστημα ενδέχεται να συμβάλει στην περαιτέρω κατανόηση της αναιμίας που εμφανίζεται σε ανθρώπους οι οποίοι βρίσκονται σε ακινησία στη Γη». Ένα άλλο παράδειγμα είναι η απομόνωση την οποία βιώνουν οι αστροναύτες στο Διάστημα. Μπορεί οι… κοινοί θνητοί να ήρθαμε για πρώτη φορά σε επαφή με συνθήκες παρατεταμένης απομόνωσης κατά τη διάρκεια της καραντίνας, ωστόσο αυτή είναι μια κατάσταση την οποία αντιμετωπίζουν διαρκώς οι αστροναύτες όταν βρίσκονται στο Διάστημα. Αρκεί να φανταστούμε τους αστροναύτες να διαμένουν επί έξι μήνες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Πώς αντιμετωπίζουν τη μοναξιά τους; Τι συμβαίνει εάν βρεθούν σε αντιπαράθεση με άλλους αστροναύτες; Σε δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Space: Science & Technology» τον Ιανουάριο του 2021, ερευνητές υποστηρίζουν ότι η γνώση η οποία έχει αποκτηθεί από τις διαστημικές αποστολές θα μπορούσε να βοηθήσει τους ανθρώπους που έμειναν απομονωμένοι κατά τη διάρκεια της πανδημίας. Μερικά από τα μέτρα τα οποία θα μπορούσαν να συμβάλουν σε αυτή την κατεύθυνση είναι η τηλεϊατρική, η διαρκής επικοινωνία με ανθρώπους εμπιστοσύνης ή ο υγιής ύπνος. Οπως λοιπόν αντιλαμβάνεται κανείς, η ανάπτυξη της Διαστημικής Ιατρικής αναμένεται να είναι ραγδαία, όχι μόνο λόγω των επικείμενων ταξιδιών του ανθρώπου στη Σελήνη και στον Αρη, αλλά και επειδή η έρευνα σε αυτό το πεδίο μπορεί να διαλευκάνει παθολογικές καταστάσεις των ανθρώπων που… παραμένουν στη Γη.

Επικίνδυνες αποστολές

Η αποστολή «Άρτεμις», η οποία διοργανώνεται από τη NASA, έχει ως τελικό στόχο την εγκατάσταση υποδομών στη Σελήνη, οι οποίες θα αποτελέσουν τη βάση για εξορμήσεις του ανθρώπου στον Άρη. Η πρώτη φάση της αποστολής, η οποία ονομάζεται «Άρτεμις Ι», έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει τον Μάρτιο του τρέχοντος έτους. Ποιοι είναι όμως οι παράγοντες που θα μπορούσαν να θέσουν σε κίνδυνο την υγεία των αστροναυτών κατά τη διάρκεια μιας παρατεταμένης διαμονής στο Διάστημα; Στο πλαίσιο του προγράμματος «Human Research», η NASA έχει περιγράψει παραπάνω από 30 κινδύνους για την ψυχική και σωματική υγεία των αστροναυτών, οι οποίοι συνδέονται με την ακτινοβολία του Διαστήματος, τα βαρυτικά πεδία, το μεγάλο χρονικό διάστημα απομόνωσης και το άγχος των αστροναυτών επειδή βρίσκονται πολύ μακριά από τη Γη. Όπως σημειώνουν ερευνητές σε δημοσίευσή τους στο εξειδικευμένο περιοδικό «npj Microgravity», η προσαρμογή της διατροφής των αστροναυτών κρίνεται αναγκαία για τη διαφύλαξη της υγείας τους, καθώς διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία όλων των βιολογικών συστημάτων του ανθρώπινου σώματος.

Οι επιστήμες πάνε Διάστημα

Πλέον οι επιστήμονες προσανατολίζονται ολοένα και περισσότερο στη διεξαγωγή πειραμάτων στο Διάστημα, ώστε να αποκτήσουν πρωτογενείς πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του σώματος των αστροναυτών καθώς αυτοί βρίσκονται σε αποστολές. Η αποστολή «Cosmic Kiss», η οποία διοργανώθηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και θα επιστρέψει στη Γη τον προσεχή Απρίλιο, αποσκοπεί στη διεξαγωγή 35 πειραμάτων τα οποία θα πραγματοποιηθούν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Τα πειράματα αυτά αφορούν, μεταξύ άλλων, τη διατροφή των αστροναυτών και τη φυσική κατάσταση των μυών τους. Η «απογείωση» όμως των διαστημικών πειραμάτων αναμένεται να γίνει με την ολοκλήρωση της κατασκευής του κινεζικού Διαστημικού Σταθμού «Tiangong». Πρόκειται για το μεγαλύτερο εργαστήριο του ανθρώπου στο Διάστημα, αφού ο σταθμός αυτός θα φιλοξενήσει πάνω από 1.000 επιστημονικά πειράματα τα οποία θα αφορούν ένα πολύ μεγάλο εύρος των επιστημονικών πεδίων. Η κατασκευή του σταθμού αναμένεται να ολοκληρωθεί στο τέλος του 2022.

(Πηγή: tovima.gr)