
Η διαστημική ιατρική είναι η πρακτική της ιατρικής στην υγεία των αστροναυτών στο διάστημα. Υποστηρίζει την επιβίωση, τη λειτουργία και την απόδοση σε αυτό το δύσκολο και δυνητικά θανατηφόρο περιβάλλον
Οι αστροναύτες αντιμετωπίζουν πολλές προκλήσεις υγείας όταν ζουν και ταξιδεύουν στο διάστημα. Αυτές έχουν ως αιτία τη μικροβαρύτητα, την ακτινοβολία και την απομόνωση. Ειδικά. ιατρικές συνέπειες όπως πιθανή τύφλωση και απώλεια οστικής μάζας έχουν σχέση με τις ανθρώπινες διαστημικές πτήσεις.
‘Είναι γεγονός ότι δύο από τις πιο σημαντικές επιπτώσεις είναι η αυξημένη έκθεση σε ακτινοβολία και οι φυσιολογικές αλλοιώσεις που λόγω της μικροβαρύτητας.
Η μικροβαρύτητα
Η μικροβαρύτητα είναι συχνή στο περιβάλλον σχεδόν έλλειψης βαρύτητας που συμβαίνει κατά την πτήση στο διάστημα. Έτσι, προκύπτει ως συνέπεια της κίνησης ελεύθερης πτώσης του οχήματος κατά τη διάρκεια της μεταφοράς γύρω από τη Γη ή λόγω του ταξιδιού στο διάστημα σε μια βαλλιστική τροχιά. Συγκεκριμένα στο ανθρώπινο σώμα συμβαίνουν βαθιές αλλαγές ως απόκριση στη μικροβαρύτητα. Όμως τα περισσότερα είναι ευεργετικά και βοηθούν στην προσαρμογή στο διαστημικό περιβάλλον, αλλά μερικά είναι δυσπροσαρμοστικά.
Συνολικά, το 60% έως το 80% των αστροναυτών εμφανίζουν σύνδρομο προσαρμογής στο διάστημα εντός των πρώτων τριών ημερών (π.χ. ναυτία, ωχρότητα και έμετος). Στην πραγματικότητα, αυτά τα συμπτώματα συχνά οδηγούν ακόμη και στην αναπηρία.
Η πιο ορατή πρώιμη φυσιολογική αλλαγή είναι η ανακατανομή του σωματικού υγρού από το κάτω στο πάνω μέρος του σώματος. Και ο λόγος είναι η εξάλειψη της βαρύτητας σε σχέση με τη Γη. Επιπλέον λέγεται και ως το «φουσκωμένο πρόσωπο», με εμφανή οίδημα προσώπου και μειωμένο όγκο ποδιών. Γι’ αυτό και πολλοί το παρομοιάζουν με τη χαρακτηριστική εμφάνιση «μπούτια κοτόπουλου».
Λόγω της μετατόπισης του υγρού, ο όγκος και του πλάσματος πέφτει κατά 10-15%. Αυτό συμβαίνει γιατί τα ενδοαγγειακά υγρά μετακινούνται στον εξωκυτταρικό χώρο λόγω της αυξημένης διαπερατότητας των τριχοειδών . Είναι γεγονός ότι αυτή η σχετική υποογκαιμία, μαζί με μειωμένη ευαισθησία των βαροανακλαστικών συμβάλλει σημαντικά στην ορθοστατική δυσανεξία που βιώνουν οι περισσότεροι αστροναύτες κατά την επιστροφή σε περιβάλλον 1 G.
Συγκεκριμένα, η μεγαλύτερη συνεχής έκθεση του ανθρώπου στη μικροβαρύτητα μέχρι σήμερα είναι 438 ημέρες.
Μυοσκελετικό σύστημα των αστροναυτών
Στο πλαίσιο της παρατεταμένης έκθεσης στη μικροβαρύτητα, η βαρυτική εκφόρτωση και αποσυναρμολόγηση του μυοσκελετικού συστήματος είναι ιδιαίτερα ανησυχητική. Η απομετάλλωση των οστών συμβαίνει με αυξημένη απέκκριση ασβεστίου.
Αυτό προδιαθέτει αυξημένο κίνδυνο κατάγματος ή ανάπτυξης ασβεστοποιημένης πέτρας στη νεφρική οδό. Έτσι, οι μέσες απώλειες οστών είναι της τάξης του 1%-1,6% το μήνα στη σπονδυλική στήλη, τον αυχένα του μηριαίου, τον τροχαντήρα και τη λεκάνη. Παρ’ολα αυτά η άσκηση με αντίσταση, ειδικότερα, διεγείρει την οστεογένεση.
Νευρολογικό σύστημα των αστροναυτών
Οξείες αλλαγές συμβαίνουν στο νευρολογικό σύστημα κατά την ανάπτυξη στο διαστημικό περιβάλλον. Συγκεκριμένα αυτά συμβάλλουν στο Σύνδρομο Προσαρμογής στο Διάστημα και σε βλάβες των καθηκόντων οπτικοκινητικής παρακολούθησης.
Επιπλέον συμβάλλουν και σε βλάβες στο αιθουσαίο-οφθαλμικό αντανακλαστικό. Αυτές οι βλάβες του νευροαιθησιακού συστήματος δείχνουν πιο έντονες με εκτεταμένη διάρκεια αποστολής.
Η ακτινοβολία
Στο χερσαίο περιβάλλον το δέρμα αντιμετωπίζει την επαφή με βιολογικά και χημικά ερεθίσματα. Για παράδειγμα, αυτά είναι οι καιρικές συνθήκες, η ιοντίζουσα ακτινοβολία (IR) από τον Ήλιο, η βαρύτητα, τα παθογόνα μικρόβια και διαδικασίες όπως η σύνθεση βιταμίνης D. Είναι γεγονός ότι αυτά τα ερεθίσματα απουσιάζουν ή αλλάζουν σημαντικά εκτός της τροχιάς της Γης. Οι τέσσερις τύποι ιονίζουσας διαστημικής ακτινοβολίας είναι: i) η γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολία (GCR), ii) τα συμβάντα ηλιακών σωματιδίων (SPE), iii) τα ηλιακά πρωτόνια και iv) η παγιδευμένη ακτινοβολία. Αντιθέτως στη Γη έχουμε προστασία από την ιονίζουσα διαστημική ακτινοβολία από την ατμόσφαιρα και το γεωμαγνητικό πεδίο της Γης.
Εκτός από την προστασία της ατμόσφαιρας της Γης, η κοσμική ακτινοβολία καταστρέφει το κυτταρικό DNA. Ως αιτία αυτού είναι η παρεμπόδιση της απόκρισης στις κυττοκίνες και έτσι και η αύξηση του κινδύνου ορισμένων μορφών καρκίνου. Τα όρια έκθεσης σταδιοδρομίας για τους αστροναύτες είναι στα 1500 mSv για έναν άνδρα 45 ετών και στα 900 mSv για μια γυναίκα 45 ετών.
Συμπτώματα στο δέρμα των αστροναυτών
Οι αστροναύτες οφείλουν να προσαρμοστούν σε έναν νέο βιότοπο. Άρα αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εκδήλωση συμπτωμάτων κυρίως στο δέρμα ως εξάνθημα και δερματίτιδα, ξηρότητα, ερυθρότητα, οίδημα ιστού και ακμή. Συγχρόνως το δέρμα επίσης δείχνει να «γερνάει».
Παρόλο που αυτά τα συμπτώματα είναι «ήπια», μπορούν να συσσωρεύσουν στρες ή βλάβη που οδηγεί σε πιο σοβαρή παθολογία αργότερα.
Επιπλέον ελαττωμένη επούλωση τραυμάτων επίσης είναι συχνή στο διάστημα. Παράλληλα έρευνες μέχρι στιγμής έδειξαν ότι η μικροβαρύτητα έχει ως αποτέλεσμα την καθυστέρηση στην επούλωση και τις αλλοιώσεις της δομής των ιστών. Επιπλέον είναι γεγονός και η βλάβη στη μετανάστευση των ινοβλαστών στην επισκευή του τραύματος
Επίσης ο καρκίνος του δέρματος θεωρούν πολλοί ότι είναι σαν μια «πληγή που που μένει ανοιχτή» και ως μια ασθένεια της γήρανσης. Όμως δεν υπάρχουν αναφορές για ανάπτυξη καρκίνου του δέρματος κατά τη διάρκεια αποστολών. Συνήθως οι κύριες ανησυχίες έχουν σχέση με τις μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της ακτινοβολίας στο δέρμα των αστροναυτών.
Το μικροβίωμα των αστροναυτών
Όσον αφορά το μικροβίωμα του δέρματος, υπάρχει μια αλλαγή στη μικροβιακή σύνθεση σε όλα τα μέλη του πληρώματος κατά τη διάρκεια της διαστημικής πτήσης. Υπήρξε σημαντική μείωση των Πρωτεοβακτηρίων, με αύξηση στα Σταφυλοκοκκικά και Στρεπτοκοκκικά είδη. Την μείωση των Πρωτεοβακτηρίων τη παρατηρούμε και σε άτομα με ατοπία. Αυτό το γεγονός θα μπορούσε να εξηγήσει εν μέρει την υψηλή συχνότητα των αντιδράσεων υπερευαισθησίας του δέρματος/εξανθήματα και τις λοιμώξεις που αντιμετωπίζουν οι αστροναύτες.
Το μέλλον της διαστημικής ιατρικής
Υπάρχουν πολλά που παραμένουν άγνωστα στον τομέα της διαστημικής ιατρικής . Είναι σαφές ότι η ίδια εξερεύνηση στα ατελείωτα σύνορα του διαστήματος θα απαιτήσει περισσότερη εξερεύνηση των ορίων του ανθρώπινου σώματος σε τόσο ακραία περιβάλλοντα.
Η εξατομικευμένη διαστημική βιοϊατρική έρευνα μπορεί να είναι μια νέα πύλη για την κατανόηση της πολυδιάστατης πραγματικότητας της έκθεσης του σώματος των αστροναυτών.
Προτεινόμενη βιβλιογραφία
- Abrams, S. A., Griffin, I. J., Hawthorne, K. M., Liang, L., Gunn, S. K., Darlington, G., et al. (2005). A Combination of Prebiotic Short- and Long-Chain Inulin-type Fructans Enhances Calcium Absorption and Bone Mineralization in Young Adolescents. Am. J. Clin. Nutr. 82 (2), 471–476. doi:10.1093/ajcn.82.2.47110.1093/ajcn/82.2.471
- Agha, N. H., Baker, F. L., Kunz, H. E., Spielmann, G., Mylabathula, P. L., Rooney, B. V., et al. (2020a). Salivary Antimicrobial Proteins and Stress Biomarkers Are Elevated during a 6-month mission to the International Space Station. J. Appl. Physiol. 128 (2), 264–275. doi:10.1152/japplphysiol.00560.2019
- Ahlfors, J.-E. W., and Billiar, K. L. (2007). Biomechanical and Biochemical Characteristics of a Human Fibroblast-Produced and Remodeled Matrix. Biomaterials 28 (13), 2183–2191. doi:10.1016/j.biomaterials.2006.12.030
- Ali, N., Hosseini, M., Vainio, S., Taïeb, A., Cario‐André, M., and Rezvani, H. R. (2015). Skin Equivalents: Skin from Reconstructions as Models to Study Skin Development and Diseases. Br. J. Dermatol. 173 (2), 391–403. doi:10.1111/bjd.13886
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2021.739747/full
- Bergouignan, A., Stein, T. P., Habold, C., Coxam, V., O’ Gorman, D., and Blanc, S. (2016). Towards Human Exploration of Space: The THESEUS Review Series on Nutrition and Metabolism Research Priorities. NPJ Microgravity 2, 16029. doi:10.1038/npjmgrav.2016.29
- Benjamin, C. L., Stowe, R. P., St. John, L., Sams, C. F., Mehta, S. K., Crucian, B. E., et al. (2016). Decreases in Thymopoiesis of Astronauts Returning from Space Flight. JCI Insight 1 (12), e88787. doi:10.1172/jci.insight.88787
- Berning, M., Prätzel-Wunder, S., Bickenbach, J. R., and Boukamp, P. (2015). Three-Dimensional In Vitro Skin and Skin Cancer Models Based on Human Fibroblast-Derived Matrix. Tissue Eng. C: Methods 21 (9), 958–970. doi:10.1089/ten.TEC.2014.0698
- Berrios, D. C., Galazka, J., Grigorev, K., Gebre, S., and Costes, S. V. (2021). NASA GeneLab: Interfaces for the Exploration of Space Omics Data. Nucleic Acids Res. 49 (D1), D1515–D1522. doi:10.1093/nar/gkaa887