Problemas médicos que podem acabar com a exploração do espaço profundo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Em caso afirmativo, sugerimos que você se familiarize com uma seleção dos 20 problemas de saúde mais prováveis que os pioneiros da era da colonização espacial humana terão que enfrentar (se não os resolvermos antes deste momento).

Problemas com o coração

A pesquisa médica ocidental e a observação de 12 astronautas mostraram que, com a exposição prolongada à microgravidade, o coração humano se torna 9,4% mais forte, o que pode causar uma variedade de problemas em seu trabalho. Este problema pode se tornar especialmente urgente durante longas viagens espaciais, por exemplo, para Marte.

"O coração no espaço funciona de uma maneira diferente do que nas condições de gravidade da Terra, o que por sua vez pode levar à perda de massa muscular", - diz o Dr. James Thomas da NASA.

"Tudo isso terá sérias consequências após o retorno à Terra, por isso estamos atualmente procurando maneiras possíveis de evitar ou pelo menos reduzir essa perda de massa muscular."

Os especialistas observam que, depois de retornar à Terra, o coração recupera sua forma original, mas ninguém sabe como um dos órgãos mais importantes do nosso corpo se comportará após longos voos. Os médicos já estão cientes de casos em que os astronautas que voltaram experimentaram tonturas e desorientação. Em alguns casos, há uma mudança brusca na pressão arterial (há uma queda brusca), especialmente quando a pessoa está tentando se levantar. Além disso, alguns astronautas apresentam arritmias (ritmos cardíacos anormais) durante as missões.

Os pesquisadores observam a necessidade de desenvolver métodos e regras que permitirão aos viajantes do espaço profundo evitar esses tipos de problemas. Conforme observado, esses métodos e regras podem ser úteis não apenas para os astronautas, mas também para as pessoas comuns na Terra - aqueles que têm problemas cardíacos, bem como aqueles que precisam de repouso na cama.

No momento, foi iniciado um programa de pesquisa de cinco anos, cuja tarefa será determinar o nível de impacto do espaço na aceleração do desenvolvimento da aterosclerose (uma doença dos vasos sanguíneos) em astronautas.

Embriaguez e transtornos mentais

Embora uma pesquisa anônima conduzida pela NASA tenha esclarecido as suspeitas de consumo frequente de álcool por astronautas, em 2007 houve dois casos em que astronautas da NASA realmente bêbados foram autorizados a voar dentro da espaçonave russa Soyuz. Ao mesmo tempo, as pessoas puderam voar mesmo depois que os médicos que estavam preparando esses astronautas para o vôo, assim como outros membros da missão, contaram a seus superiores sobre o calor de seus colegas.

De acordo com a política de segurança da época, a NASA falou de uma proibição oficial do consumo de álcool por astronautas 12 horas antes dos voos de treinamento. A operação desta regra também foi tacitamente assumida para a duração dos voos espaciais. No entanto, após o incidente acima, a NASA ficou indignada com o descuido dos astronautas que a agência decidiu oficializar esta regra relativa às viagens espaciais.

O ex-astronauta Mike Mallane disse uma vez que os astronautas bebiam álcool antes do voo para desidratar o corpo (álcool desidrata), a fim de reduzir a carga na bexiga e de repente não quererem usar o banheiro na hora do lançamento.

O aspecto psicológico também teve seu lugar entre os perigos nas missões espaciais. Durante a missão espacial Skylab 4, os astronautas estavam tão "cansados" de se comunicar com o centro de controle de vôo espacial que desligaram as comunicações de rádio por quase um dia e ignoraram as mensagens da NASA. Na sequência deste incidente, os cientistas estão tentando identificar e abordar os potenciais efeitos psicológicos negativos que podem surgir de missões mais estressantes e longas a Marte.

Falta de sono e uso de soníferos

Um estudo de dez anos mostrou que os astronautas claramente não dormem o suficiente nas últimas semanas antes do lançamento e durante o início das missões espaciais. Entre os entrevistados, três em cada quatro admitiram que usavam medicamentos que os ajudavam a dormir, embora o uso de tais medicamentos pudesse ser perigoso durante o vôo da espaçonave e ao trabalhar com outros equipamentos. A situação mais perigosa neste caso poderia ser quando os astronautas estavam tomando o mesmo medicamento ao mesmo tempo. Nesse caso, no momento de uma emergência que exige uma solução urgente, eles podem simplesmente dormir demais.

Apesar do fato de que a NASA designou cada astronauta para dormir pelo menos oito horas e meia por dia, a maioria deles descansava apenas cerca de seis horas por dia durante as missões. A gravidade dessa carga no corpo era agravada pelo fato de que, nos últimos três meses de treinamento antes do vôo, as pessoas dormiam menos de seis horas e meia por dia.

"Futuras missões à Lua, Marte e além exigirão medidas mais eficazes para lidar com a privação de sono e otimizar o desempenho humano em voos espaciais", disse o pesquisador sênior Dr. Charles Kzeiler.

“Essas medidas podem incluir mudanças no horário de trabalho, que serão realizadas levando em consideração a exposição de uma pessoa a determinadas ondas de luz, bem como mudanças na estratégia comportamental da tripulação para entrar com mais conforto no estado de sono, que é imperativo restaurar a saúde, força e bom humor no dia seguinte.”.

Perda de audição

A pesquisa mostrou que, desde os dias das missões do ônibus espacial, alguns astronautas tiveram perdas auditivas temporárias significativas e menos significativas. Eles foram observados com mais frequência quando as pessoas foram expostas a altas frequências de som. Membros da tripulação da estação espacial soviética Salyut-7 e da russa Mira também tiveram efeitos de perda auditiva menores ou muito significativos depois de retornar à Terra. Novamente, em todos esses casos, a causa da perda auditiva temporária parcial ou total foi a exposição a altas frequências sonoras.

A tripulação da Estação Espacial Internacional é obrigada a usar tampões de ouvido todos os dias. Para reduzir o ruído a bordo da ISS, entre outras medidas, foi proposta a utilização de gaxetas isolantes de som especiais no interior das paredes da estação, bem como a instalação de ventiladores mais silenciosos.

No entanto, além do ruído de fundo, outros fatores podem afetar a perda auditiva: por exemplo, o estado da atmosfera dentro da estação, um aumento na pressão intracraniana e um nível elevado de dióxido de carbono dentro da estação.

Em 2015, a NASA planeja, com a ajuda da tripulação da ISS, começar a explorar possíveis maneiras de evitar os efeitos da perda auditiva durante as missões de um ano. Os cientistas querem ver por quanto tempo esses efeitos podem ser evitados e descobrir o risco aceitável associado à perda auditiva. A principal tarefa do experimento será determinar como minimizar a perda auditiva completamente, e não apenas durante uma missão espacial específica.

Pedras nos rins

Uma em cada dez pessoas na Terra, mais cedo ou mais tarde, desenvolve um problema de cálculo renal. No entanto, essa questão se torna muito mais aguda quando se trata de astronautas, porque no espaço, os ossos do corpo começam a perder substâncias úteis ainda mais rápido do que na Terra. Os sais (fosfato de cálcio) são secretados dentro do corpo, penetram na corrente sanguínea e se acumulam nos rins. Esses sais podem ser compactados e assumir a forma de pedras. Ao mesmo tempo, o tamanho dessas pedras pode variar de microscópico a bastante grave - até o tamanho de uma noz. O problema é que essas pedras podem bloquear os vasos sanguíneos e outros fluxos que alimentam o órgão ou remover o excesso de substâncias dos rins.

Para os astronautas, o risco de desenvolver cálculos renais é mais perigoso porque, em condições de microgravidade, o volume de sangue dentro do corpo pode diminuir. Além disso, muitos astronautas não bebem 2 litros de líquidos por dia, o que, por sua vez, poderia proporcionar hidratação completa do corpo e evitar que as pedras estagnassem nos rins, removendo suas partículas junto com a urina.

Observa-se que pelo menos 14 astronautas americanos desenvolveram um problema com cálculos renais quase imediatamente após a conclusão de suas missões espaciais. Em 1982, um caso de dor aguda foi registrado em um membro da tripulação a bordo da estação Soviética Salyut-7. O astronauta sofreu fortes dores por dois dias, enquanto seu companheiro não teve escolha a não ser assistir impotente ao sofrimento de seu colega. No início, todos pensaram em apendicite aguda, mas depois de um tempo saiu uma pequena pedra nos rins com a urina do cosmonauta.

Os cientistas vêm desenvolvendo há muito tempo uma máquina de ultrassom especial do tamanho de um computador desktop, que pode detectar pedras nos rins e removê-las usando pulsos de ondas sonoras. Parece que a bordo do navio próximo a Marte, tal coisa poderia definitivamente vir a calhar …

Doença pulmonar

Apesar do fato de que ainda não sabemos com certeza quais efeitos negativos à saúde podem ser causados pela poeira de outros planetas ou asteróides, os cientistas ainda estão cientes de algumas consequências muito desagradáveis que podem se manifestar como resultado da exposição à poeira lunar.

O efeito mais sério da inalação de poeira é provavelmente nos pulmões. No entanto, partículas incrivelmente afiadas de poeira lunar podem causar sérios danos não apenas aos pulmões, mas também ao coração, ao mesmo tempo causando uma série de várias doenças, que vão desde inflamação grave de órgãos até câncer. Por exemplo, o amianto pode causar efeitos semelhantes.

Partículas de poeira afiadas podem prejudicar não apenas órgãos internos, mas também causar inflamação e abrasões na pele. Para proteção, é necessário usar materiais multicamadas especiais semelhantes a Kevlar. A poeira lunar pode facilmente danificar as córneas dos olhos, o que, por sua vez, pode ser a emergência mais séria para os humanos no espaço.

Os cientistas lamentam notar que eles são incapazes de modelar o solo lunar e realizar todo o conjunto de testes necessários para determinar os efeitos da poeira lunar no corpo. Uma das dificuldades para resolver esse problema é que, na Terra, as partículas de poeira não estão no vácuo e não estão constantemente expostas à radiação. Somente estudos adicionais de poeira diretamente na superfície da Lua, e não em laboratório, podem fornecer aos cientistas os dados necessários para desenvolver métodos eficazes de proteção contra esses minúsculos assassinos tóxicos.

Falha do sistema imunológico

Nosso sistema imunológico muda e responde a todas as mudanças, mesmo as menores, em nosso corpo. A falta de sono, a ingestão inadequada de nutrientes ou mesmo o estresse normal podem enfraquecer nosso sistema imunológico. Mas isso é na Terra. Uma mudança no sistema imunológico no espaço pode eventualmente se transformar em um resfriado comum ou representar um perigo potencial no desenvolvimento de doenças muito mais sérias.

No espaço, a distribuição das células imunológicas no corpo não muda muito. Uma ameaça muito maior à saúde pode ser causada por mudanças no funcionamento dessas células. Quando o funcionamento da célula diminui, os vírus já suprimidos no corpo humano podem ser despertados. E fazer isso quase em segredo, sem a manifestação dos sintomas da doença. Quando as células imunológicas se tornam mais ativas, o sistema imunológico reage exageradamente aos estímulos, causando reações alérgicas e outros efeitos colaterais, como erupções cutâneas.

"Coisas como radiação, germes, estresse, microgravidade, distúrbios do sono e até mesmo o isolamento podem afetar a maneira como o sistema imunológico dos membros da tripulação funciona", disse o imunologista da NASA Brian Krushin.

"As missões espaciais de longo prazo aumentarão o risco de infecções, hipersensibilidade e problemas auto-imunes em astronautas."

Para resolver problemas com o sistema imunológico, a NASA planeja usar novos métodos de proteção anti-radiação, uma nova abordagem para nutrição equilibrada e medicina.

Ameaças de radiação

A atual falta de atividade solar muito incomum e muito prolongada pode contribuir para mudanças perigosas no nível de radiação no espaço. Nada parecido com isso aconteceu nos últimos 100 anos.

“Embora tais eventos não sejam necessariamente um fator de parada para longas missões à Lua, asteróides ou mesmo Marte, a própria radiação cósmica galáctica é um fator que pode limitar o tempo planejado dessas missões”, diz Nathan Schwadron, do Instituto. Terrestre, exploração oceânica e espacial.

As consequências desse tipo de exposição podem ser muito diferentes, indo desde o enjoo da radiação e terminando com o desenvolvimento de câncer ou danos aos órgãos internos. Além disso, níveis perigosos de radiação de fundo reduzem a eficácia da proteção anti-radiação da espaçonave em cerca de 20 por cento.

Em apenas uma missão a Marte, um astronauta pode ser exposto a 2/3 da dose segura de radiação a que uma pessoa pode ser exposta no pior dos casos durante toda a sua vida. Essa radiação pode causar alterações no DNA e aumentar o risco de câncer.

“Quando se trata de dose cumulativa, é o mesmo que fazer uma tomografia computadorizada completa a cada 5-6 dias”, diz o cientista Carey Zeitlin.

Problemas cognitivos

Ao simular o estado de estar no espaço, os cientistas descobriram que a exposição a partículas altamente carregadas, mesmo em pequenas doses, faz com que os ratos de laboratório respondam aos seus arredores muito mais lentamente e, ao fazê-lo, os roedores se tornam mais irritáveis. A observação dos ratos também mostrou uma mudança na composição da proteína em seus cérebros.

No entanto, os cientistas são rápidos em notar que nem todos os ratos mostraram os mesmos efeitos. Se essa regra for verdadeira para os astronautas, então, de acordo com os pesquisadores, eles poderiam identificar um marcador biológico que indica e prevê a manifestação precoce desses efeitos nos astronautas. Talvez esse marcador até permitisse encontrar uma forma de reduzir os efeitos negativos da exposição à radiação.

A doença de Alzheimer é um problema mais sério.

"A exposição a níveis de radiação equivalentes aos experimentados por humanos em um vôo para Marte pode contribuir para o desenvolvimento de problemas cognitivos e acelerar as mudanças na função cerebral que estão mais frequentemente associadas à doença de Alzheimer", disse o neurologista Kerry O'Banion.

"Quanto mais tempo você fica no espaço, maior o risco de desenvolver a doença."

Um dos fatos reconfortantes é que os cientistas já conseguiram investigar um dos mais infelizes cenários de exposição à radiação. Eles expuseram ratos de laboratório a um nível de radiação que seria característico de todo o tempo em uma missão a Marte. Por sua vez, as pessoas que voarem para Marte serão expostas à radiação em dose medida, durante os três anos de voo. Os cientistas acreditam que o corpo humano pode se adaptar a essas pequenas doses.

Além disso, observa-se que os plásticos e materiais leves podem fornecer às pessoas uma proteção contra radiação mais eficaz do que o alumínio usado atualmente.

Perda de visão

Alguns astronautas desenvolvem graves problemas de visão depois de estarem no espaço. Quanto mais tempo dura a missão espacial, mais provável é a chance de tais consequências terríveis.

Entre pelo menos 300 astronautas americanos que passaram por exames médicos desde 1989, 29 por cento das pessoas que estiveram no espaço em missões espaciais de duas semanas e 60 por cento das pessoas que trabalharam a bordo da Estação Espacial Internacional por vários meses tiveram problemas de visão. …

Médicos da Universidade do Texas realizaram varreduras cerebrais de 27 astronautas que estiveram no espaço por mais de um mês. Em 25 por cento deles observou-se diminuição do volume do eixo ântero-posterior de um ou dois globos oculares. Essa mudança leva à hipermetropia. Novamente, foi notado que quanto mais tempo uma pessoa fica no espaço, mais provável é essa mudança.

Os cientistas acreditam que esse efeito negativo pode ser explicado pelo aumento do fluido para a cabeça em condições de migrogravidade. Nesse caso, o líquido cefalorraquidiano começa a se acumular no crânio e a pressão intracraniana aumenta. O líquido não consegue vazar pelo osso, portanto, começa a criar pressão na parte interna dos olhos. Os pesquisadores ainda não têm certeza se esse efeito diminuirá nos astronautas que chegam ao espaço por mais de seis meses. No entanto, é bastante óbvio que será necessário descobrir antes que as pessoas sejam enviadas a Marte.

Se o problema for causado apenas pela pressão intracraniana, uma das soluções possíveis seria criar condições de gravidade artificial, todos os dias durante oito horas, enquanto os astronautas dormem. No entanto, é muito cedo para dizer se esse método vai ajudar ou não.

"Esse problema precisa ser resolvido, porque do contrário pode acabar sendo o principal motivo da impossibilidade de longas viagens espaciais", disse o cientista Mark Shelhamer.

A gravidade zero mata o cérebro

Uma longa permanência no espaço em gravidade zero pode causar sérias mudanças no cérebro, descobriram cientistas siberianos examinando o estado de ratos que estiveram em órbita.

Os resultados permitirão criar sistemas para prevenir e corrigir os impactos negativos da gravidade zero no organismo dos astronautas. “O mais interessante dos dados obtidos diz respeito ao sistema dopaminérgico. Vimos que a expressão de seus genes-chave diminui após um mês em órbita. Isso sugere que o sistema dopaminérgico do cérebro, que normalmente é responsável pela coordenação fina das ações, e em geral - para o controle de movimentos, degrada.

A longo prazo, essa mudança pode levar ao desenvolvimento de um estado semelhante ao do Parkinson. Porque se sua expressão de uma enzima que sintetiza dopamina diminui, então o nível do próprio neurotransmissor também diminui e, em última análise, desenvolve-se um déficit motor ", - cita as palavras de um pesquisador do Laboratório de Neurogenômica do Comportamento na Pesquisa Federal Centro do Instituto de Citologia e Genética SB RAS, Anton Tsybko, publicação oficial SB RAS "Ciência na Sibéria" Ver também Lançamento do veículo de transporte tripulado Soyuz TMA-17M.

Além disso, o cientista observou mudanças em outra estrutura cerebral extremamente importante - o hipotálamo. Aqui, foram encontrados sinais de apoptose ("suicídio" celular programado), provavelmente provocada pela microgravidade. Já está confirmado: tanto em órbita quanto na Terra - em experimentos que simulam o estado de imponderabilidade - aumenta a apoptose dos neurônios. "Isso está repleto de uma deterioração geral do metabolismo e muito mais. Considerando que na gravidade zero o corpo já está sob ataque, qualquer mudança em seu funcionamento para pior pode ter consequências bastante sérias", explicou Tsybko.

Os cientistas notaram que, felizmente, essas mudanças não são fatais e a atividade física as impede completamente de ocorrer. Em animais, a atividade física é restaurada em uma semana. O cérebro começa a acumular tempo perdido novamente, o nível de serotonina, a dopamina volta ao normal muito rapidamente. Em um mês, a neurodegeneração não tem tempo de ocorrer.

Lançar ratos no espaço por mais tempo ainda parece problemático. A educação física é um resgate para os cosmonautas O estudo foi realizado em ratos de laboratório que fizeram uma viagem espacial de 30 dias no biossatélite Bion-M1. Os cientistas observam que a anatomia e a fisiologia dos ratos são em muitos aspectos semelhantes às dos humanos, nossos genomas coincidem em 99%, então os ratos lineares são os objetos mais adequados para estudar os mecanismos de adaptação à ausência de peso. No entanto, há uma diferença significativa: os astronautas, ao contrário dos ratos, são capazes de se forçar conscientemente a se mover, eles se exercitam mais de quatro horas por dia, o que significa que estimulam os centros motores no cérebro e minimizam o risco de danos à dopamina sistema.

No entanto, se você ficar em órbita por pelo menos duas semanas e não realizar nenhum exercício físico especial, ao retornar à Terra a condição torna-se muito difícil e uma longa reabilitação é necessária. "Bion" é uma série de espaçonaves soviéticas e russas desenvolvidas pela TsSKB-Progress e destinadas à pesquisa biológica. Para 11 voos, os experimentos foram realizados neles com 212 ratos, 12 macacos e uma série de outros animais. O satélite Bion-M1 foi lançado em 19 de abril de 2013 e retornou à Terra um mês depois.

Além de ratos, havia gerbils, lagartixas, lagartixas, peixes, caramujos de água doce e uva, larvas de besouro carpinteiro, microorganismos, algas, líquenes e algumas plantas superiores da Mongólia. Até o momento, o experimento Bion-M1 foi concluído. Bion-M2 será lançado nos próximos anos.