Problemas médicos que podrían poner fin a la exploración del espacio profundo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Si es así, entonces te sugerimos que te familiarices con una selección de los 20 problemas de salud más probables que tendrán que enfrentar los pioneros de la era de la colonización espacial humana (si no los resolvemos antes de este momento).

Problemas con el corazon

La investigación médica occidental y la observación de 12 astronautas mostraron que con una exposición prolongada a la microgravedad, el corazón humano se vuelve esférico en un 9,4 por ciento más fuerte, lo que a su vez puede causar una variedad de problemas con su trabajo. Este problema puede volverse especialmente urgente durante los viajes espaciales largos, por ejemplo, a Marte.

"El corazón en el espacio funciona de una manera diferente a como lo hace en las condiciones de la gravedad de la Tierra, lo que a su vez puede conducir a la pérdida de masa muscular", dice el Dr. James Thomas de la NASA.

"Todo esto tendrá graves consecuencias después de regresar a la Tierra, por lo que actualmente estamos buscando posibles formas de evitar o al menos reducir esta pérdida de masa muscular".

Los expertos señalan que después de regresar a la Tierra, el corazón recupera su forma original, pero nadie sabe cómo se comportará uno de los órganos más importantes de nuestro cuerpo después de largos vuelos. Los médicos ya conocen los casos en que los astronautas que regresaron experimentaron mareos y desorientación. En algunos casos, hay un cambio brusco en la presión arterial (hay una disminución brusca), especialmente cuando una persona está tratando de ponerse de pie. Además, algunos astronautas experimentan arritmias (ritmos cardíacos anormales) durante las misiones.

Los investigadores señalan la necesidad de desarrollar métodos y reglas que permitan a los viajeros del espacio profundo evitar este tipo de problemas. Como se señaló, tales métodos y reglas podrían ser útiles no solo para los astronautas, sino también para la gente común en la Tierra, aquellos que experimentan problemas cardíacos, así como aquellos a quienes se les prescribe reposo en cama.

Por el momento, ha comenzado un programa de investigación de cinco años, cuya tarea será determinar el nivel del impacto del espacio en la aceleración del desarrollo de la aterosclerosis (una enfermedad de los vasos sanguíneos) en los astronautas.

Embriaguez y trastornos mentales

Aunque una encuesta anónima realizada por la NASA despejó las sospechas de un consumo frecuente de alcohol por parte de los astronautas, en 2007 hubo dos casos en los que a los astronautas de la NASA realmente borrachos se les permitió volar dentro de la nave espacial rusa Soyuz. Al mismo tiempo, a la gente se le permitió volar incluso después de que los médicos que estaban preparando a estos astronautas para el vuelo, así como otros miembros de la misión, informaran a sus superiores sobre el muy caluroso estado de sus colegas.

Según la política de seguridad de la época, la NASA habló de una prohibición oficial del consumo de alcohol por parte de los astronautas 12 horas antes de los vuelos de entrenamiento. El funcionamiento de esta regla también se asumió tácitamente durante la duración de los vuelos espaciales. Sin embargo, después del incidente anterior, la NASA se indignó por tal descuido de los astronautas que la agencia decidió oficializar esta regla con respecto a los viajes espaciales.

El ex astronauta Mike Mallane dijo una vez que los astronautas bebieron alcohol antes del vuelo para deshidratar el cuerpo (el alcohol se deshidrata), con el fin de reducir finalmente la carga en la vejiga y de repente no quieren usar el baño en el momento del lanzamiento.

El aspecto psicológico también tuvo su lugar entre los peligros de las misiones espaciales. Durante la misión espacial Skylab 4, los astronautas estaban tan "cansados" de comunicarse con el centro de control de vuelos espaciales que apagaron las comunicaciones por radio durante casi un día e ignoraron los mensajes de la NASA. A raíz de este incidente, los científicos están tratando de identificar y abordar los posibles efectos psicológicos negativos que podrían surgir de misiones más estresantes y prolongadas a Marte.

Falta de sueño y uso de somníferos

Un estudio de diez años ha demostrado que los astronautas claramente no están durmiendo lo suficiente en las últimas semanas antes del lanzamiento y durante el inicio de las misiones espaciales. Entre los encuestados, tres de cada cuatro admitieron que usaban medicamentos que los ayudaban a dormir, a pesar de que el uso de dichos medicamentos podría ser peligroso mientras volaban la nave espacial y cuando trabajaban con otros equipos. La situación más peligrosa en este caso podría ser cuando los astronautas estuvieran tomando el mismo medicamento al mismo tiempo. En este caso, en el momento de una emergencia que requiera una solución urgente, podrían quedarse dormidos.

A pesar de que la NASA asignó a cada astronauta a dormir al menos ocho horas y media al día, la mayoría de ellos solo descansaban unas seis horas al día durante las misiones. La gravedad de esta carga en el cuerpo se vio agravada por el hecho de que durante los últimos tres meses de entrenamiento antes del vuelo, la gente durmió menos de seis horas y media diarias.

"Las misiones futuras a la Luna, Marte y más allá requerirán medidas más efectivas para abordar la falta de sueño y optimizar el desempeño humano en los vuelos espaciales", dijo el investigador principal, el Dr. Charles Kzeiler.

“Estas medidas podrían incluir cambios en el horario de trabajo, que se llevarán a cabo teniendo en cuenta la exposición de una persona a determinadas ondas de luz, así como cambios en la estrategia de comportamiento de la tripulación para entrar más cómodamente en el estado de sueño, que Es imperativo recuperar la salud, las fuerzas y el buen humor al día siguiente”.

Pérdida de la audición

Las investigaciones han demostrado que, desde los días de las misiones de los transbordadores espaciales, algunos astronautas han experimentado una pérdida auditiva temporal significativa y menos significativa. Se observaron con mayor frecuencia cuando las personas estuvieron expuestas a altas frecuencias de sonido. Los miembros de la tripulación de la estación espacial soviética Salyut-7 y la rusa Mira también tuvieron efectos de pérdida auditiva menores o muy importantes después de regresar a la Tierra. Nuevamente, en todos estos casos, la causa de la pérdida auditiva temporal parcial o total fue la exposición a altas frecuencias de sonido.

La tripulación de la Estación Espacial Internacional debe usar tapones para los oídos todos los días. Para reducir el ruido a bordo de la ISS, entre otras medidas, se propuso utilizar juntas especiales de aislamiento acústico en el interior de los muros de la estación, así como la instalación de ventiladores más silenciosos.

Sin embargo, además del ruido de fondo, otros factores pueden afectar la pérdida de audición: por ejemplo, el estado de la atmósfera dentro de la estación, un aumento de la presión intracraneal y un aumento del nivel de dióxido de carbono dentro de la estación.

En 2015, la NASA planea, con la ayuda de la tripulación de la ISS, comenzar a explorar posibles formas de evitar los efectos de la pérdida auditiva durante misiones de un año. Los científicos quieren ver cuánto tiempo se pueden evitar estos efectos y averiguar el riesgo aceptable asociado con la pérdida auditiva. La tarea clave del experimento será determinar cómo minimizar por completo la pérdida de audición, y no solo durante una misión espacial específica.

Piedras en los riñones

Una de cada diez personas en la Tierra tarde o temprano desarrolla un problema de cálculos renales. Sin embargo, esta cuestión se vuelve mucho más aguda cuando se trata de astronautas, porque en el espacio, los huesos del cuerpo comienzan a perder sustancias útiles incluso más rápido que en la Tierra. Las sales (fosfato de calcio) se secretan dentro del cuerpo, que penetran en el torrente sanguíneo y se acumulan en los riñones. Estas sales pueden compactarse y tomar la forma de piedras. Al mismo tiempo, el tamaño de estas piedras puede variar de microscópico a bastante serio, hasta el tamaño de una nuez. El problema es que estos cálculos pueden bloquear los vasos sanguíneos y otros flujos que alimentan el órgano o eliminar el exceso de sustancias de los riñones.

Para los astronautas, el riesgo de desarrollar cálculos renales es más peligroso porque en condiciones de microgravedad, el volumen de sangre dentro del cuerpo puede disminuir. Además, muchos astronautas no beben 2 litros de líquidos al día, lo que, a su vez, podría aportar una hidratación completa de su organismo y evitar que las piedras se estanquen en los riñones, eliminando sus partículas junto con la orina.

Se observa que al menos 14 astronautas estadounidenses desarrollaron un problema con cálculos renales casi inmediatamente después de completar sus misiones espaciales. En 1982, se registró un caso de dolor agudo en un miembro de la tripulación a bordo de la estación soviética Salyut-7. El astronauta sufrió fuertes dolores durante dos días, mientras que su compañero no tuvo más remedio que observar impotente el sufrimiento de su colega. Al principio, todos pensaron en una apendicitis aguda, pero después de un tiempo salió un pequeño cálculo renal con la orina del cosmonauta.

Los científicos han estado desarrollando una máquina de ultrasonido especial del tamaño de una computadora de escritorio durante mucho tiempo, que puede detectar cálculos renales y eliminarlos mediante pulsos de ondas sonoras. Parece que a bordo de la nave junto a Marte, algo así definitivamente podría ser útil …

Enfermedad pulmonar

A pesar de que aún no sabemos con certeza qué efectos negativos para la salud puede causar el polvo de otros planetas o asteroides, los científicos aún son conscientes de algunas consecuencias muy desagradables que pueden manifestarse como resultado de la exposición al polvo lunar.

Es probable que el efecto más grave de la inhalación de polvo se produzca en los pulmones. Sin embargo, las partículas increíblemente afiladas de polvo lunar pueden causar daños graves no solo a los pulmones, sino también al corazón, al mismo tiempo que causan una gran cantidad de diversas dolencias, que van desde la inflamación severa de los órganos hasta el cáncer. Por ejemplo, el asbesto puede provocar efectos similares.

Las partículas de polvo afiladas pueden dañar no solo los órganos internos, sino también causar inflamación y abrasiones en la piel. Para la protección, es necesario utilizar materiales especiales de múltiples capas similares al Kevlar. El polvo lunar puede dañar fácilmente las córneas de los ojos, lo que a su vez puede ser la emergencia más grave para los humanos en el espacio.

Los científicos lamentan observar que no pueden modelar el suelo lunar y realizar el conjunto completo de pruebas necesarias para determinar los efectos del polvo lunar en el cuerpo. Una de las dificultades para resolver este problema es que en la Tierra, las partículas de polvo no están en el vacío y no están constantemente expuestas a la radiación. Solo estudios adicionales del polvo directamente en la superficie de la Luna misma, y no en el laboratorio, pueden proporcionar a los científicos los datos necesarios para desarrollar métodos efectivos de protección contra estos diminutos asesinos tóxicos.

Fallo del sistema inmunológico

Nuestro sistema inmunológico cambia y responde a cualquier cambio, incluso al más pequeño, en nuestro cuerpo. La falta de sueño, la ingesta inadecuada de nutrientes o incluso el estrés normal pueden debilitar nuestro sistema inmunológico. Pero esto está en la Tierra. Un cambio en el sistema inmunológico en el espacio puede eventualmente convertirse en un resfriado común o conllevar un peligro potencial en el desarrollo de enfermedades mucho más graves.

En el espacio, la distribución de las células inmunes en el cuerpo no cambia mucho. Una amenaza mucho mayor para la salud puede ser causada por cambios en el funcionamiento de estas células. Cuando el funcionamiento de la célula disminuye, los virus ya suprimidos en el cuerpo humano pueden reactivarse. Y hacer esto virtualmente en secreto, sin la manifestación de síntomas de la enfermedad. Cuando las células inmunitarias se vuelven más activas, el sistema inmunológico reacciona de forma exagerada a los estímulos, provocando reacciones alérgicas y otros efectos secundarios como erupciones cutáneas.

"Cosas como la radiación, los gérmenes, el estrés, la microgravedad, los trastornos del sueño e incluso el aislamiento pueden afectar la forma en que funciona el sistema inmunológico de los miembros de la tripulación", dice el inmunólogo de la NASA Brian Krushin.

"Las misiones espaciales a largo plazo aumentarán el riesgo de infecciones, hipersensibilidad y problemas autoinmunes en los astronautas".

Para resolver los problemas del sistema inmunológico, la NASA planea utilizar nuevos métodos de protección antirradiación, un nuevo enfoque para la nutrición y la medicina equilibradas.

Amenazas de radiación

La actual falta de actividad solar, muy inusual y muy prolongada, podría contribuir a cambios peligrosos en el nivel de radiación en el espacio. Nada como esto ha sucedido durante casi los últimos 100 años.

"Si bien tales eventos no son necesariamente un factor de parada para misiones largas a la Luna, asteroides o incluso Marte, la radiación cósmica galáctica en sí misma es un factor que puede limitar el tiempo planificado de estas misiones", dice Nathan Schwadron del Instituto. exploración oceánica y espacial.

Las consecuencias de este tipo de exposición pueden ser muy diferentes, desde la enfermedad por radiación hasta el desarrollo de cáncer o daño a los órganos internos. Además, los niveles peligrosos de radiación de fondo reducen la eficacia de la protección antirradiación de la nave espacial en aproximadamente un 20 por ciento.

En una sola misión a Marte, un astronauta puede estar expuesto a 2/3 de la dosis segura de radiación a la que una persona puede estar expuesta en el peor de los casos durante toda su vida. Esta radiación puede provocar cambios en el ADN y aumentar el riesgo de cáncer.

"Cuando se trata de dosis acumulativa, es lo mismo que hacer una tomografía computarizada completa del cuerpo cada 5-6 días", dice la científica Carey Zeitlin.

Problemas cognitivos

Al simular el estado de estar en el espacio, los científicos han descubierto que la exposición a partículas muy cargadas, incluso en pequeñas dosis, hace que las ratas de laboratorio respondan a su entorno mucho más lentamente y, al hacerlo, los roedores se vuelven más irritables. La observación de las ratas también mostró un cambio en la composición de la proteína en sus cerebros.

Sin embargo, los científicos se apresuran a notar que no todas las ratas mostraron los mismos efectos. Si esta regla es válida para los astronautas, entonces, según los investigadores, podrían identificar un marcador biológico que indique y prediga la manifestación temprana de estos efectos en los astronautas. Quizás este marcador incluso permitiría encontrar una forma de reducir los efectos negativos de la exposición a la radiación.

La enfermedad de Alzheimer es un problema más grave.

"La exposición a niveles de radiación equivalentes a los que experimentan los humanos en un vuelo a Marte puede contribuir al desarrollo de problemas cognitivos y acelerar los cambios en la función cerebral que se asocian con mayor frecuencia con la enfermedad de Alzheimer", dice el neurólogo Kerry O'Banion.

"Cuanto más tiempo estés en el espacio, mayor será el riesgo de desarrollar la enfermedad".

Uno de los hechos reconfortantes es que los científicos ya han logrado investigar uno de los escenarios más desafortunados de exposición a la radiación. Expusieron ratones de laboratorio en un momento dado a un nivel de radiación que sería característico de todo el tiempo en una misión a Marte. A su vez, las personas que viajen a Marte estarán expuestas a radiación en una dosis medida, durante los tres años del vuelo. Los científicos creen que el cuerpo humano puede adaptarse a dosis tan pequeñas.

Además, se observa que los plásticos y los materiales livianos pueden brindar a las personas una protección contra la radiación más efectiva que el aluminio que se usa actualmente.

Pérdida de la vista

Algunos astronautas desarrollan graves problemas de visión después de estar en el espacio. Cuanto más dure la misión espacial, mayor será la posibilidad de consecuencias tan nefastas.

Entre al menos 300 astronautas estadounidenses que se han sometido a exámenes médicos desde 1989, el 29 por ciento de las personas que han estado en el espacio en misiones espaciales de dos semanas y el 60 por ciento de las personas que han trabajado a bordo de la Estación Espacial Internacional durante varios meses han tenido problemas de visión. …

Los médicos de la Universidad de Texas realizaron escáneres cerebrales de 27 astronautas que habían estado en el espacio durante más de un mes. En el 25 por ciento de ellos se observó una disminución del volumen del eje anteroposterior de uno o dos globos oculares. Este cambio conduce a la hipermetropía. Nuevamente, se señaló que cuanto más tiempo está una persona en el espacio, más probable es este cambio.

Los científicos creen que este efecto negativo puede explicarse por la subida de líquido a la cabeza en condiciones de migrogravedad. En este caso, el líquido cefalorraquídeo comienza a acumularse en el cráneo y aumenta la presión intracraneal. El líquido no puede filtrarse a través del hueso, por lo tanto, comienza a crear presión en el interior de los ojos. Los investigadores aún no están seguros de si este efecto disminuirá en los astronautas que lleguen al espacio durante más de seis meses. Sin embargo, es bastante obvio que será necesario averiguarlo antes del momento en que las personas sean enviadas a Marte.

Si el problema es causado únicamente por la presión intracraneal, entonces una de las posibles soluciones sería crear condiciones de gravedad artificial, todos los días durante ocho horas, mientras los astronautas duermen. Sin embargo, es demasiado pronto para decir si este método ayudará o no.

"Este problema debe abordarse, porque de lo contrario puede convertirse en la principal razón de la imposibilidad de los viajes espaciales largos", dice el científico Mark Shelhamer.

La gravedad cero mata el cerebro

Una estancia prolongada en el espacio en gravedad cero puede provocar cambios graves en el cerebro, según han descubierto científicos siberianos al examinar el estado de los ratones que han estado en órbita.

Los resultados permitirán crear sistemas para prevenir y corregir el impacto negativo de la ingravidez en el organismo de los astronautas. El más interesante de los datos obtenidos se refiere al sistema de la dopamina. Vimos que la expresión de sus genes clave disminuye después de un mes en órbita. Esto sugiere que el sistema de dopamina del cerebro, que normalmente es responsable de la coordinación fina de las acciones, y en general - para el control de los movimientos, se degrada.

A largo plazo, tal cambio puede conducir al desarrollo de un estado similar al parkinson. Porque si la expresión de una enzima que sintetiza dopamina disminuye, entonces el nivel del neurotransmisor en sí también disminuye y, en última instancia, se desarrolla un déficit motor ", cita las palabras de un investigador del Laboratorio de Neurogenómica del Comportamiento de la Federal Research. Centro Instituto de Citología y Genética SB RAS, Anton Tsybko, publicación oficial SB RAS "Ciencia en Siberia" Ver también Lanzamiento del vehículo de transporte tripulado Soyuz TMA-17M.

Además, el científico notó cambios en otra estructura cerebral extremadamente importante: el hipotálamo. Aquí, se encontraron signos de apoptosis ("suicidio" celular programado), que muy probablemente es provocada por microgravedad. Ya se ha confirmado: tanto en órbita como en la Tierra -en experimentos que simulan el estado de ingravidez- aumenta la apoptosis de las neuronas. "Esto está plagado de un deterioro general del metabolismo y mucho más. Teniendo en cuenta que en gravedad cero el cuerpo ya está siendo atacado, cualquier cambio en su funcionamiento para peor puede tener consecuencias bastante graves", explicó Tsybko.

Los científicos notaron que, afortunadamente, estos cambios no son fatales y la actividad física evita por completo que ocurran. En los animales, la actividad física se restablece en una semana. El cerebro comienza a acumular tiempo perdido nuevamente, el nivel de serotonina, dopamina vuelve a la normalidad con bastante rapidez. Dentro de un mes, la neurodegeneración no tiene tiempo de ocurrir.

Lanzar ratones al espacio durante más tiempo todavía parece problemático. La educación física es un rescate para los cosmonautas El estudio se llevó a cabo en ratones de laboratorio que realizaron un viaje espacial de 30 días en el biosatélite Bion-M1. Los científicos señalan que la anatomía y fisiología de los ratones son en muchos aspectos similares a los humanos, nuestros genomas coinciden en un 99%, por lo que los ratones lineales son los objetos más adecuados para estudiar los mecanismos de adaptación a la ingravidez. Sin embargo, hay una diferencia significativa: los astronautas, a diferencia de los ratones, son capaces de forzarse conscientemente a moverse, hacen ejercicio más de cuatro horas al día, lo que significa que estimulan los centros motores del cerebro y minimizan el riesgo de daño a la dopamina. sistema.

Sin embargo, si permanece en órbita durante al menos dos semanas y no realiza ningún ejercicio físico especial, al regresar a la Tierra la condición resulta ser muy difícil y se requiere una larga rehabilitación. "Bion" es una serie de naves espaciales soviéticas y rusas desarrolladas por TsSKB-Progress y destinadas a la investigación biológica. Para 11 vuelos, se llevaron a cabo experimentos en ellos con 212 ratas, 12 monos y varios otros animales. El satélite Bion-M1 fue lanzado el 19 de abril de 2013 y regresó a la Tierra un mes después.

Además de los ratones, había jerbos de Mongolia, lagartijas gecko, peces, caracoles de agua dulce y uva, larvas de escarabajo carpintero, microorganismos, algas, líquenes y algunas plantas superiores a bordo. Hasta la fecha, se ha completado el experimento Bion-M1. Bion-M2 se lanzará en los próximos años.