Човешкото тяло може да изпита
странни неща в космоса, където познатата атракция
гравитацията изчезва.

боли

Гравитацията не е просто сила, тя е и сигнал - сигнал, който казва на тялото как да действа. Само за пример, гравитацията казва на мускулите и костите колко силни трябва да бъдат. В среда с нулева гравитация мускулите бързо атрофират, защото тялото усеща, че няма нужда от тях. Мускулите, използвани за противодействие на силата на гравитацията - като тези в ханша и гръбначния стълб, които ни помагат да поддържаме стойка - могат да загубят до 20 процента от масата си, ако не се използват. Мускулната маса може да изчезне със скорост 5% седмично.

Горе: Астронавтът Бил Шепърд се подготвя за дълъг престой в Международната космическа станция чрез поредица мускулни упражнения на Земята. [Още]

Костните загуби могат да бъдат дори по-големи. Костите в космоса атрофират със скорост от 1% на месец, а моделите предполагат, че общите загуби могат да достигнат до 40 до 60%. Кръвта също усеща гравитацията. Обикновено на Земята кръвта се събира в краката. Когато хората станат, кръвното налягане в краката им може да бъде доста високо - около 200 mmHg (милиметри живак). В мозъка обаче той е само около 60 до 80 mmHg. Този градиент на кръвното налягане между краката и главата изчезва в пространството, където познатото привличане на гравитацията не съществува. Кръвното налягане балансира в цялото тяло при еднаква стойност от около 100 mmHg. Ето защо астронавтите изглеждат някак странно: лицата им, инжектирани с кръвната течност, се подуват, а краката им, които могат да загубят до литър течност, отслабват.

Но тази промяна в кръвното налягане също изпраща сигнал. Нашето тяло очаква да има разлика в кръвното налягане. Повишеното налягане в главата бие тревога: Тялото има твърде много кръв! И за два до три дни отслабване астронавтите могат да загубят до 22 процента от обема на кръвта си в резултат на това грешно съобщение. Тази промяна засяга и сърцето. "Ако имате по-малко кръв в тялото си", обяснява д-р Виктор Шнайдер, служител по медицински изследвания в централата на НАСА, "тогава сърцето ви няма нужда да изпомпва толкова силно. И то ще атрофира.".

Въпросът е колко важни са тези загуби?

Горе: Астронавтът Сюзън Хелмс на Земята (вляво) и на борда на Международната космическа станция (вдясно).

„Всеки от тези параметри има свое време за възстановяване“, казва Шнайдер. Обемът на кръвта, например, обикновено се възстановява в рамките на няколко дни. „Астронавтите са жадни, когато се върнат“, обяснява Шнайдер, „защото тялото им им казва, че нямат достатъчно кръв във вените си, а това от своя страна означава„ отидете, пийте повече “. По същата причина те не не уринирам много. ".

Мускулите също могат да се възстановят. Повечето мускулни маси се възстановяват „в рамките на следващия месец или малко повече“, въпреки че може да отнеме повече време, за да се възстанови напълно. "Обикновено казваме, че отнема един ден (за възстановяване на Земята) за всеки ден в космоса", казва Шнайдер.

Възстановяването на костите обаче се оказа по-проблематично. „За три до шестмесечен полет в космоса - казва Шнайдер - може да отнеме две до три години, за да се възстанови загубата на костна маса - ако това се случи, тъй като някои проучвания изглежда предполагат такова Заздравява ли костта някога ?.“ Вие ( астронавтът) трябва да прави много упражнения ", казва Шнайдер.

Горе: Художникът Пат Ролингс създаде тази красива картина (озаглавена „Неизбежно спускане“) на бъдещ астронавт на Марс. [ повече информация]

Земята не е единствената планета, която астронавтите биха могли да посетят. Един ден хората ще пътуват до Марс - шестмесечно пътуване в безтегловност преди кацане на планета, която има само 38% гравитация на Земята. „(Ще трябва да поддържаме) тези астронавти на разумно ниво на годност“, обяснява Харгенс. "Когато стигнат до Марс, няма да има кой да им помогне, ако имат проблеми." Те ще трябва да могат да се справят сами.

Упражнението е ключът. Но упражненията в космоса се различават от това как тренирате на Земята. Тук гравитационното привличане автоматично осигурява съпротивителната сила, която поддържа мускулите и костите във форма. „(В космоса), дори ако вършите същото количество работа, което сте правили на Земята, вие губите компонента на силата на гравитацията“, казва Шнайдер.

Има и устройство, известно като IRED, или Временно съпротивляващо устройство за упражнения, разработено в НАСА. IRED се състои от серия контейнери, които осигуряват над 300 паунда съпротива при голямо разнообразие от упражнения. Ефективността на IRED все още се проучва, казва Шнайдер.

Горе: Космонавтът Юрий Усачев носи сбруя, докато провежда серия от упражнения за издръжливост на борда на Международната космическа станция. [ повече информация]

Освен това има друго устройство, което се опитва да симулира по-добре гравитацията. Харгенс и колегите му разработват устройство за отрицателно налягане в долната част на тялото (LBNP). Това устройство се състои от отделение, което съдържа проходилка и това, казва Харгенс, зависи от всмукателната мощност на обикновена прахосмукачка. "Установихме," казва той, "че можем да осигурим телесно тегло, като прилагаме отрицателно налягане върху долната част на тялото."

Устройството, обяснява Харгенс, предотвратява голяма част от загубата на сърдечно-съдови и мускулни функции. Също така изглежда ефективно за намаляване на част от загубата на костна маса. Една от причините е, че LBNP позволява на астронавтите да тренират с ефективно телесно тегло между 100 и 120% от това, което биха почувствали на Земята. Друга причина е, че - за разлика от всяко друго устройство за упражнения, което е разработено преди това - то възстановява градиента на кръвното налягане, увеличавайки това налягане в краката.

"Има все повече доказателства," казва Харгенс, "че различните системи в човешкото тяло си взаимодействат помежду си." Например, „не можете да натоварите тежко костта и да изчакате тя да се възстанови, ако не поемете и притока на кръв към тази кост“.

Учените не са сигурни как гравитацията „сигнализира“ на тялото да поддържа костите и мускулите в добро състояние. „Знаем, че гравитацията по някакъв начин се преобразува от механичен сигнал в химичен сигнал - и знаем доста много за такива химически сигнали“, казва Шнайдер. Механичните сигнали обаче все още са загадка.

Надолу: Не болка не е спечелена! Астронавтът Чарлз Конрад-младши, командир на първата пилотирана мисия на Skylab, избърсва потта от челото си след тренировка на велоергометър по време на тренировка на Skylab в космическия център Джонсън. [Още информация]

Ако изследователите могат да идентифицират сигналите, необходими за производството на здрави мускули и кости, би било възможно да "купуват хапчета и да правят упражнения", които да задействат тези сигнали, докато са на Земята.

"Тепърва започваме с изследвания. Разглеждаме промените, които се случват при хората - казва Шнайдер. - Има много прекрасни въпроси, на които да отговорите.".

А отговорите? Те ни чакат. навън в космоса, където липсата на тежест ни напомня, че гравитационната сила все пак не е толкова лоша. Понякога ежедневният ни двубой срещу гравитацията е битка, но знаем, че тази битка си заслужава!

Връзки в мрежатаЛаборатория по космическа физиология -- в изследователския център Ames, включва информация за системите за упражнения за отрицателно налягане в долната част на тялото.

Камъни в бъбреците в космоса? - Без познатото гравитационно привличане, хората може да са по-склонни към камъни в бъбреците.

Пуф - Изследователите също проверяват ефекта от ниската гравитация върху белите дробове, като правят този експеримент на борда на Международната космическа станция.

Педал по-бързо! --Юрий В. Усачев Командир на Росавиакосмос, Експедиция две, упражнения на велоергометъра в сервизния модул "Звезда" на Международната космическа станция.

Изследванията на НАСА помагат за разбирането и лечението на остеопорозата -- научете повече за загубата на костна маса на Земята и в космоса от страницата на НАСА „Има пространство в живота ми“.


Присъединете се към нашия постоянно нарастващ списък с абонати - регистрирайте се тук, за да получите нашата услуга за незабавна доставка на новини - и ще получавате имейл всеки път, когато публикуваме нова история
Плюс това