Космическая остеопения
Остеопения в космическом полете относится к характерной потере костной массы , которая происходит во время космического полета . Астронавты теряют в среднем более 1% костной массы за месяц пребывания в космосе . [1] Существуют опасения, что во время длительных полетов чрезмерная потеря костной массы и связанное с этим повышение уровня ионов кальция в сыворотке будут мешать выполнению задач миссии и приведут к необратимым повреждениям скелета . [2]
История
[ редактировать ]Потеря костной массы наблюдалась во время космических полетов, по крайней мере, еще в эпоху Близнецов в 1960-х годах. Хотя самые ранние измерения количества потери костной массы не были надежными, они действительно показали потерю костной массы на кораблях «Близнецы», «Союз-9» , «Аполлон» , «Скайлэб» , «Салют-7» , «Мир » и Международной космической станции . [3] Уильям Э. Торнтон , астронавт и врач, был одним из крупнейших сторонников физических упражнений как способа предотвращения потери костной массы. [4]
Причина
[ редактировать ]Кость реконструируется в ответ на стресс, чтобы поддерживать постоянную энергию напряжения на костную массу на всем протяжении. [5] Для этого он становится более плотным в областях, испытывающих высокую нагрузку, и резорбирует плотность в областях, испытывающих низкую нагрузку. На Марсе, где гравитация составляет примерно одну треть от земной, гравитационные силы, действующие на тела астронавтов, будут намного ниже, что приведет к уменьшению массы и плотности костей. [6]
Средняя потеря костной массы 1–2% регистрировалась у космонавтов на «Мире» каждый месяц. [2] Это по сравнению с 1–1,5% потерей костной массы у пожилых людей в год и 2–3% у женщин в постменопаузе. [7]
Контрмеры
[ редактировать ]
Начиная с Близнецов, физические упражнения пытались предотвратить потерю костной массы, но их эффективность не была доказана. Частично это может быть связано с отсутствием адекватно спланированных исследований (по состоянию на 2005 год не проводилось ни одного контролируемого исследования ни в космосе, ни с использованием постельного режима в качестве попытки имитировать условия, которые приводят к потере костной массы). Неизвестно, будет ли эффективным другой комплекс упражнений (возможно, включающий более высокие нагрузки, чем предыдущие). [4]
Кость трудно восстановить, если она потеряна. Это подтверждают данные исследований иммобилизации и пациентов с травмами спинного мозга. [8] Об этом говорят и данные космических полетов. [9] Это говорит о том, что предотвращение потери костной массы, а не восстановление костей после полета, является важным фактором успеха контрмер.
Увеличение потребления кальция и витамина D является стандартной мерой противодействия остеопорозу . [4] глину для удержания кальция. Сообщается, что НАСА использует [10]
Для космических полетов могут подойти различные лекарственные средства, используемые в настоящее время или предлагаемые для лечения остеопороза, включая гормональную терапию (эстроген или прогестин), селективные модуляторы эстрогеновых рецепторов , бисфосфонаты , терипаратид и другие. Пока неизвестно, смогут ли они обеспечить те же преимущества при космических полетах, что и при остеопорозе. [4]
См. также
[ редактировать ]- Искусственная гравитация
- Влияние космического полета на организм человека
- Университет Микрогравитации
- Самолет с пониженной гравитацией
- Хронология самых длительных космических полетов
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Келли, Скотт (2017). Выносливость: год в космосе, целая жизнь открытий . С Маргарет Лазарус Дин. Альфред А. Кнопф, подразделение Penguin Random House. п. 174. ИСБН 9781524731595 .
Если я не буду заниматься спортом шесть дней в неделю хотя бы по паре часов в день, мои кости будут терять значительную массу — по 1 проценту каждый месяц… Наши тела умеют избавляться от того, что не нужно, и мое тело начал замечать, что мои кости не нужны в невесомости.
- ^ Перейти обратно: а б «Космические кости» . НАСА. 1 октября 2001 года. Архивировано из оригинала 6 октября 2001 года . Проверено 12 мая 2012 г.
- ^ Дупчик, Кевин (20 ноября 2018 г.). «Чему нас научила МКС за последние 20 лет» . Популярная механика .
В космосе космонавты теряют плотность костей быстрее, чем на Земле. (На самом деле, весь этот лишний кальций, который вымывали их тела, изначально вызвал проблемы в системе очистки воды МКС.)
- ^ Перейти обратно: а б с д Питер Р. Кавана; Анджело А. Ликата и Андреа Дж. Райс (июнь 2005 г.), «Упражнения и фармакологические меры противодействия потере костной массы во время длительного космического полета» , Gravitational and Space Biology , 18 (2): 39–58, PMID 16038092.
- ^ Али Марзбан (1 января 2008 г.). «Различные подходы к ремоделированию кости для прогнозирования распределения плотности кости проксимального отдела бедренной кости» . Архивировано из оригинала 19 апреля 2014 года . Проверено 23 февраля 2013 г.
- ^ «Путешествие на Марс бросит вызов костям и мышцам: бывший астронавт призывает НАСА провести дополнительные исследования по упражнениям в космосе» . Американский колледж спортивной медицины. 12 апреля 2006 года . Проверено 23 февраля 2013 г.
- ^ «Затерянные в космосе: плотность костей» . НАСА . Проверено 23 февраля 2013 г.
- ^ Уилмет, Э.; Исмаил, А.А.; Хейлпорн, А.; Вельраедс, Д.; Бергманн, П. (ноябрь 1995 г.). «Продольное исследование минерального состава костей и состава мягких тканей после перерезки спинного мозга» . Спинной мозг . 33 (11): 674–677. дои : 10.1038/sc.1995.141 . ISSN 1476-5624 . ПМИД 8584304 .
- ^ Долгосрочное наблюдение за деминерализацией костей Skylab (отчет).
- ^ Убик, Сюзанна; Грязь, грязь, великолепная грязь, Журнал Калифорнийской академии наук, 3 апреля 2008 г.