MAGAZIN ZA NAUKU, ISTRAŽIVANJA I OTKRIĆA
»  MENI 
 Home
 Redakcija
 Linkovi
 Kontakt
 
» BROJ 91
Planeta Br 91
Godina XVII
Jul - Avgust 2019.
»  IZBOR IZ BROJEVA
Br. 91
Jul 2019g
Br. 90
Maj 2019g
Br. 89
Mart 2019g
Br. 88
Jan. 2019g
Br. 87
Nov. 2018g
Br. 86
Sep. 2018g
Br. 85
Jul 2018g
Br. 83
Mart 2018g
Br. 84
Maj 2018g
Br. 81
Nov. 2017g
Br. 82
Jan. 2018g
Br. 79
Jul. 2017g
Br. 80
Sep. 2017g
Br. 77
Mart. 2017g
Br. 78
Maj. 2017g
Br. 75
Septembar. 2016g
Br. 76
Januar. 2017g
Br. 73
April. 2016g
Br. 74
Jul. 2016g
Br. 71
Nov. 2015g
Br. 72
Feb. 2016g
Br. 69
Jul 2015g
Br. 70
Sept. 2015g
Br. 67
Januar 2015g
Br. 68
April. 2015g
Br. 65
Sept. 2014g
Br. 66
Nov. 2014g
Br. 63
Maj. 2014g
Br. 64
Jul. 2014g
Br. 61
Jan. 2014g
Br. 62
Mart. 2014g
Br. 59
Sept. 2013g
Br. 60
Nov. 2013g
Br. 57
Maj. 2013g
Br. 58
Juli. 2013g
Br. 55
Jan. 2013g
Br. 56
Mart. 2013g
Br. 53
Sept. 2012g
Br. 54
Nov. 2012g
Br. 51
Maj 2012g
Br. 52
Juli 2012g
Br. 49
Jan 2012g
Br. 50
Mart 2012g
Br. 47
Juli 2011g
Br. 48
Oktobar 2011g
Br. 45
Mart 2011g
Br. 46
Maj 2011g
Br. 43
Nov. 2010g
Br. 44
Jan 2011g
Br. 41
Jul 2010g
Br. 42
Sept. 2010g
Br. 39
Mart 2010g
Br. 40
Maj 2010g.
Br. 37
Nov. 2009g.
Br.38
Januar 2010g
Br. 35
Jul.2009g
Br. 36
Sept.2009g
Br. 33
Mart. 2009g.
Br. 34
Maj 2009g.
Br. 31
Nov. 2008g.
Br. 32
Jan 2009g.
Br. 29
Jun 2008g.
Br. 30
Avgust 2008g.
Br. 27
Januar 2008g
Br. 28
Mart 2008g.
Br. 25
Avgust 2007
Br. 26
Nov. 2007
Br. 23
Mart 2007.
Br. 24
Jun 2007
Br. 21
Nov. 2006.
Br. 22
Januar 2007.
Br. 19
Jul 2006.
Br. 20
Sept. 2006.
Br. 17
Mart 2006.
Br. 18
Maj 2006.
Br 15.
Oktobar 2005.
Br. 16
Januar 2006.
Br 13
April 2005g
Br. 14
Jun 2005g
Br. 11
Okt. 2004.
Br. 12
Dec. 2004.
Br 10
Br. 9
Avg 2004.
Br. 10
Sept. 2004.
Br. 7
April 2004.
Br. 8
Jun 2004.
Br. 5
Dec. 2003.
Br. 6
Feb. 2004.
Br. 3
Okt. 2003.
Br. 4
Nov. 2003.
Br. 1
Jun 2003.
Br. 2
Sept. 2003.
» Glavni naslovi

TEMA BROJA

 

G.T.

Kosmička medicina

Što dalje, što duže u kosmosu?

 

Najveći problemi u očuvanju zdravlja astronauta dok putuju kroz Sunčev sistem jesu sprečavanje fizioloških promena uzrokovanih bestežinskim stanjem i radijacijom. Atrofija mišića i gubitak koštane mase verovatno su najpoznatije takve promene, ali nisu jedine

Tema Broja

Koliko uspešno i koliko dugo ljudi mogu da prežive ekstremne uslove u kosmosu i koliko brzo mogu da se, po povratku na Zemlju, readaptiraju na uslove kojima su evolutivno prilagođeni? Zasnovana na principima preventivne i saznanjima vazduhoplovne medicine, razvijane nešto duže od jednog veka, kosmička medicina pokušava da reši veoma kompleksne probleme čovekovog boravka u negostoljubivom svemiru. Primarni zadaci su joj da održi život svemirskih putnika i minimizira zdravstvene rizike kojima su izloženi, ali takođe nastoji da omogući transfer medicinske tehnologije sa Zemlje u orbitu, s ciljem da što više produži kosmičku distancu koju bi čovek mogao da savlada, kao i trajanje njegovog boravka u svemiru.    
Jedan od najvećih problema u očuvanju zdravlja astronauta dok putuju kroz Sunčev sistem jeste sprečavanje fizioloških promena uzrokovanih bestežinskim stanjem. Atrofija mišića i gubitak koštane mase su verovatno najpoznatije takve promene, ali ne i jedine. Pored slabljenja imunog sistema i sporijeg lečenja povreda, dolazi i do pada volumena krvi, te astronauti, po sletanju na planetu, uključujući i povratak na Zemlju, pri ustajanju mogu da osećaju omamljenost. Menja se i osećaj ravnoteže, tako da vraćanje u uslove Zemljine gravitacije pri pomeranju glave stvara osećaj vrtoglavice. Na Zemlji, čovek je svestan položaja svojih udova i u potpunosti vlada pokretima ruku i nogu, ali taj takozvani proprioceptivni sistem, koji nam pomaže da vladamo kretanjem u prostoru, u svemiru ne funkcioniše na prirodan način. Ali, krenimo redom.

Bestežinsko stanje

Kao odgovor na bestežinsko stanje, različiti fiziološki sistemi trpe promene - što prolazne, što sa dugoročnijim uticajem na ljudsko zdravlje - a u nekim slučajevima dolazi i do njihove atrofije.
Najčešći problem koji čovek doživljava u početnim satima bestežinskog stanja poznat je kao sindrom adaptacije na svemir (SAS), ili “svemirska bolest”, a u vezi je sa kretanjem i prilagođavanjem vestibularnog sistema (čula ravnoteže). O simptomima SAS, koji uključuju mučninu i povraćanje, vrtoglavicu, glavobolju i letargiju, prvi je svedočio sovjetski kosmonaut German Titov, 1961. godine, što je kasnije potvrdilo oko 45 odsto svih putnika u svemir. Pokazalo se da trajanje svemirske bolesti varira, ali da ona retko traje duže od 72 sata, nakon čega se ljudsko telo prilagođava novoj sredini.

Tema Broja

Dugotrajno izlaganje bestežinskom stanju uzrokuje višestruke zdravstvene probleme, među kojima je najznačajniji već pomenuti gubitak koštane i mišićne mase. Vremenom, te promene smanjuju aerobni kapacitet organizma i usporavaju kardiovaskularni sistem, pa mogu da naruše radni učinak astronauta i da povećaju rizik od zadobijanja povreda. Bez efekta gravitacije, skeletni mišić - pored srčanog i glatkog, jedan od tri glavne mišićne vrste  - više nije angažovan u održavanju određenog položaja tela. Mišići koji učestvuju u kretanju u bestežinskom stanju razlikuju se od mišića koji učestvuju u kretanju na Zemlji. Leđni i mišići nogu gotovo da se i ne koriste, te počinju da slabe i vremenom se smanjuju; neki mišići zbog toga brzo atrofiraju, pa bez redovnog vežbanja astronauti mogu, za samo 5-11 dana, da izgube do 20 odsto mišićne mase. Štaviše, menja se i vrsta mišićnih vlakana koja dominira u pojedinim mišićima. Izdržljiva, sporotrzajna mišićna vlakna, koja učestvuju u održavanju telesnih položaja, menjaju se u manje efikasna, brzotrzajna vlakna koja su nedovoljna za bilo kakav teži rad.

Tema Broja

Menja se, takođe, i koštani metabolizam. Na prirodan način, kost se nadograđuje u smeru mehaničkog naprezanja. U mikrogravitacionom okruženju je, međutim, vrlo malo mehaničkog naprezanja, što dovodi do gubitka oko 1,5 odsto koštanog tkiva mesečno, naročito u predelu donjih kičmenih pršljenova, kuka i butne kosti. Brze promene u gustini kostiju, čine ih krhkim i dovode do simptoma sličnih simptomima osteoporoze. Na Zemlji, kosti se neprestano razgrađuju i ponovo izgrađuju zahvaljujući dobro izbalansiranom sistemu metabolički vrlo aktivnih ćelija osteoblasta (koje grade kost) i osteoklasta (koje razgrađuju kost). U svemiru, međutim, mikrogravitacija podstiče povećanje aktivnosti osteoklasta, bez naizmenične aktivnosti osteoblasta, to jest pospešuje razgradnju kosti, te se koštana masa stalno smanjuje, bez oporavka. Povećanje aktivnosti osteoklasta uočeno je naročito u području karlice, koja u uslovima gravitacije nosi najveće opterećenje. Pored toga, problem je što osteoklasti razgrađuju kost na minerale koje telo ponovo resorbuje; posledično povišene koncentracije kalcijuma u krvi, iz razgrađene kosti, dovode do opasne kalcifikacije mekih tkiva i potencijalnog formiranja bubrežnih kamenaca. Mada još nije poznato da li se, po povratku na Zemlju, kosti astronauta oporavljaju u potpunosti, kod njih se, za razliku od osoba sa osteoporozom, nakon tri do četiri meseca provedenih u svemiru, najveći deo izgubljene koštane mase vraća za oko dve do tri godine.

Telesne tečnosti

Poznato je da se ljudsko telo sastoji uglavnom od tečnosti, koju gravitacija teži da privuče u donju polovinu tela, pa se organizam služi odgovarajućim sistemima za balansiranjem tog stanja. Ovi sistemi nastavljaju da rade i u bestežinskom stanju, izazivajući preraspodelu tečnosti u gornju polovinu tela, što je uzrok "podbulosti" lica kod astronauta, i što generalno dovodi do poremećaja ravnoteže, poremećaja vida i gubitka čula ukusa i mirisa.
Na Zemlji, ljudsko telo na gravitaciju reaguje automatski, neprestano održavajući “povlačenje ka dole”, i pri držanju tela i pri kretanju. U uslovima kosmičke mikrogravitacije (nulte gravitacije), takvog automatizma nema. Takozvani otolitni organi unutrašnjeg uha, koji su inače osetljivi na linearno ubrzanje, više ne opažaju usmerenost prema dole; mišići više ne moraju da se kontrahuju da bi podržavali telo, a receptori pritiska u stopalima i gležnjevima više ne signaliziraju smer "prema dole". Navedene promene u prvi mah mogu da dovedu do vizuelno-orijentacione iluzije o okretanju naglavačke, ali se mozak vremenom prilagođava i većina astronauta lokaciju svojih nogu počinje da doživljava kao "dole". Pri povratku na Zemlju posle dužeg perioda provedenog u bestežinskom stanju, čovek ponovo mora da se prilagođava sili gravitacije, pa može da ima probleme pri ustajanju, fokusiranju pogleda, hodanju i okretanju oko svoje ose. Srećom, to je kraćeg trajanja i astronaut se brzo oporavlja.
U svemiru se u ljudskom telu smanjuje i volumen telesnih tečnosti, uključujući i krv, koja gubi do 22 odsto svoje zapremine. Uz manje krvi koju treba da pumpa, slabi i srčani mišić; sa oslabljenim srcem opada i nivo krvnog pritiska, što može da prouzrokuje problem sa "ortostatskom tolerancijom", to jest sa sposobnošću tela da pošalje dovoljno kiseonika u mozak kako se astronaut ne bi onesvestio ili postao omamljen.
Bestežinsko stanje povećava količinu tečnosti u gornjem delu tela, te astronauti imaju povećan intrakranijalni pritisak (unutar lobanje). Izgleda da to povećava pritisak na zadnji deo očne jabučice, nepovoljno delujući na njen oblik i lagano pritiskajući optički nerv. Ovaj efekt je primećen 2012. godine, u jednom istraživanju američke svemirske agencije NASA, u kom je u proučavanju zdravlja astronauta koji su u svemiru proveli najmanje mesec dana korišćena magnetna rezonanca. Problemi sa vidom mogli bi da budu veliki smetnja budućih kosmičkih misija, uključujući i let sa ljudskom posadom na Mars. Prema podacima agencije NASA, koja je anketirala 300 muškaraca i žena astronauta po njihovom povratku sa oko 23 odsto kratkih i 49 odsto dugih svemirskih letova, svi oni su tokom svojih misija imali problema i sa vidom na blizinu, i sa vidom na daljinu. Za neke od njih, tegobe sa vidom su potrajale godinama nakon toga. Još jedan od problema koji pogađaju oko astronauta je i iritacija prašinom i veći rizik od infekcije oka, budući da čestice prašine pri nultoj gravitaciji ne padaju naniže i ne talože se, pa lakše dospevaju u oko.

Tema Broja

Jedan od efekata bestežinskog stanja koji su prijavili neki od astronauta jeste i promena u osećaju ukusa. Dok je za jedne sva hrana postala bljutava, za druge omiljena hrana više nije bila tako ukusna kao pre, pa je zabeležen i slučaj velikog uživaoca kafe koja mu je u svemiru postala tako neukusna da je i po povratku na Zemlju prestao da je pije. S druge strane, neki od astronauta su, tokom kosmičkog leta, uživali u hrani koju inače ne vole da jedu, a bilo je i onih koji uopšte nisu iskusili promene čula ukusa. Uzrok tome nisu identifikovala ni brojna testiranja, te je sugerisano više teorija, od degradacije hrane do psiholoških promena.
Psihološki efekti života u svemiru nisu jasno analizirani, ali postoje analogije na Zemlji, kao što je rad u arktičkim istraživačkim stanicama i u podmornicama. Ogroman stres koji trpi posada, zajedno sa prilagođavanjem tela na druge promene u okruženju, može da dovede do anksioznosti, nesanice i depresije.
Postoje značajni dokazi da su psihosocijalni stresovi među glavnim preprekama za moral i radni učinak posade. Količina i kvalitet sna u svemiru su nedovoljni zbog veoma varijabilnih ciklusa svetlosti i tame, i loše osvetljenosti tokom dnevnih sati u svemirskoj letelici. Čak i navika gledanja kroz prozor pre odmora i spavanja može da pošalje pogrešne poruke mozgu, što takođe utiče na spavanje. Ovi poremećaji u cirkadijalnom ritmu imaju duboke efekte na neurobihevioralne odgovore posade i pogoršavaju psihološke stresove koje oni već doživljavaju. Zbog zahteva misije kao što su dolasci ili odlasci svemirskih vozila na Međunarodnoj svemirskoj stanici, spavanje astronauta je redovno poremećeno. Nivoi buke u stanici su neizbežno visoki, jer je atmosfera nepodobna za termosifon (solarni sistem zagrevanja sanitarne vode). Svaki drugi astronaut uzima tablete za spavanje, pa i pored toga u svemiru spava prosečno dva sata kraće nego na Zemlji. 

Radijacija

Bez zaštite Zemljine atmosfere, kao i magnetosfere (visokog magnetnog područja oko nebeskih tela), astronauti su izloženi visokim nivoima zračenja. Godinu dana u niskoj Zemljinoj orbiti ima za rezultat doze zračenja 10 puta veće od godišnje doze zračenja na Zemlji. Zračenje može da prodre u živo tkivo i da izazove kratkotrajna i dugotrajna oštećenja matičnih ćelija koštane srži, koje tvore krv i imuni sistem. Takođe, izaziva “hromozomske aberacije” u limfocitima, centralnim ćelijama imunog sistema, pa ne samo da povećava ranjivost na nove izloženosti već aktivira u telu već prisutne viruse koji koji bi inače bili “mirni”. Vremenom, imunodeficijencija dovodi do brzog širenja infekcija među članovima posade, posebno u manjim letačkim sistemima u svemiru.

Tema Broja

Van niske Zemljine orbite, svemirska radijacija može za astronaute da predstavlja značajan rizik za razvoj radijacijske bolesti, da poveća rizik pojave raka, poremećaje centralnog nervnog sistema i degenerativne bolesti. Teški joni kao što su gvožđe i silicijum, kojih ima u dubokom svemiru, mogu da oštete ljudski organizam zato što imaju veću masu u poređenju sa fotonima bez mase, kao što su rendgenski i gama zraci koji preovlađuju na Zemlji. Istraživanja o izloženosti različitim dozama i jačinama zračenja pružaju snažne dokaze da se, kao posledica izloženosti galaktičkim kosmičkim zracima ili solarnim događajima, značajno uvećavaju rizici za nastanak raka i degenerativnih bolesti. Astronauti su, naime, izloženi jonizujućem zračenju sa efektivnim dozama u rasponu 50-2.000 milisiverta (mSv); poređenja radi, jedan mSv jonizujućeg zračenja primi se tokom tri rendgenska snimanja pluća, što znači da svemirski putnici prime doze zračenja koja su ekvivalent 150-6.000 rendgenskih snimanja pluća.
Prema novim istraživanjima, misije u dubokom svemiru, na Mars i dalje, mogle bi kod astronauta da oštete probavni trakt i debelo crevo. Kratka putovanja, kao što su putovanja na Mesec, ne mogu da ih izlože tom nivou opasnosti, ali istraživanja na životinjama rađaju zabrinutost da bi, na dugim putovanjima, štetne posledice bile trajne. Da bi simulirali delovanje galaktičkog kosmičkog zračenja u dubokom svemiru, istraživači su proučavali uticaj zračenja na tanko crevo miševa, što je za posledicu imalo ozbiljna oštećenja gastrointestinalnog trakta, kao i rast tumora u želucu i debelom crevu. Ova istraživanja su veoma značajna zato što je digestivni trakt važan deo imunološkog sistema u telu; generalno, potpuno nove ćelije zamenjuju gornji sloj ćelija u našem digestivnom traktu svakih tri do pet dana, dok teška jonska radijacija ima tendenciju da remeti taj process i uzrokuje razgradnju digestivnog tkiva.

Vanbrodske aktivnosti

Bez odgovarajuće zaštite, izlazak u svemir van letelice je smrtonosan. Najveću opasnost u vakuumu predstavljaju nedostatak kiseonika i pritiska, iako temperatura i zračenje takođe predstavljaju rizik. Efekti izloženosti u svemiru mogu da imaju za rezultat stanja kao što su hipoksija (nedostatak kiseonika), ebulizam, hipokapnija (smanjenje koncentracije ugljen-dioksida u krvi) i dekompresiona bolest (posle nagle promene pritiska, to jest dekompresije u atmosferi sniženog ili povišenog pritiska sredine). Pored toga, fotoni visoke energije i subatomske čestice prisutne u okolini mogu da izazovu ćelijske mutacije i destrukciju ćelija.

Uzletanje i sletanje

Tokom uzletanja i povratka svemirskog broda u Zemljinu atmosferu, astronauti mogu da dožive gravitaciju (ubrzanje Zemljine teže) nekoliko puta veću od normalne. Neobučena osoba obično može da izdrži ubrzanje od oko 3G, a na 4G do 6G može da izgubi svest. Gravitaciona sila u vertikalnom smeru teža je za tolerisanje od sile koja deluje vertikalno na kičmu, jer krv tada ne teče ka, već od mozga i očiju, te osoba prvo doživljava privremeni gubitak vida, a zatim na višim gravitacionim ubrzanjima gubi svest. Gravitacioni trening i gravitaciono svemirsko odelo, koje omogućava da telo zadrži više krvi u glavi, mogu da ublaže te efekte. Većina svemirskih letelica je dizajnirana da održava gravitacione sile unutar udobnih granica.

Raj za mikrobe

Isto kao i na ljude, kosmos utiče i na mikroorganizme kao što su virusi i bakterije. Pokazano je da mikrogravitacija podstiče njihovu virulentnost, povećavajući brzinu rasta mikroba, njihovu otpornost na antibiotike, mikrobnu invaziju na tkiva domaćina, kao i genetske promene unutar mikroba. Jedan eksperiment u okviru američkog Space Shuttle programa iz 2006. godine pokazao je da je bakterija Salmonella tiphimurium, koja može da izazove trovanje hranom, postala virulentnija kada se uzgaja u svemiru. Aprila 2013. godine, naučnici Politehničkog instituta Rensselaer, finansirani od strane NASA, objavili su da su se, tokom leta na Međunarodnoj svemirskoj stanici, mikrobi prilagodili svemirskom okruženju na način koji “nije viđen na Zemlji”, i na način koji “može da vodi ka povećanju rasta i virulentnosti ". Nešto skorije, u 2017, utvrđeno je da su bakterije otpornije na antibiotike i da brže napreduju u beztežinskom prostoru, a primećeno je i da preživljavaju u uslovima kosmičkog vakuuma.

Tema Broja

Lečenje u svemiru

Čak i ako bi problemi radijacije i bestežinskog stanja bili rešeni, to ne bi bilo dovoljno za misiju na Mars, jer drugi važan element dugog boravka u svemiru jeste dijagnostikovanje i lečenje bolesti. Koliko god da su astronauti zdravi i snažni, uvek postoji mogućnost da se tokom duge misije pojavi medicinski problem. Astronauti će morati sami da leče svaku takvu bolest ili nesreću, koristeći samo alate koje nose sa sobom.

Tema Broja

Milionima kilometara od najbliže bolnice, trebaće im napredna medicinska tehnologiju: minijaturni uređaji za obavljanje minimalno invazivnih operacija; pametni medicinski sistemi koji mogu da dijagnostikuju, možda čak i da leče bolesti; telemedicina koje će omogućiti glavnom medicinskom službeniku na brodu da se konsultuje sa stručnjacima na Zemlji.Mnogi od takvih uređaja se zapravo već razvijaju na Zemlji. Tehnologije potrebne za dugoročno istraživanje Sunčevog sistema iste su kao i one koje su potrebne za pružanje kvalitetne medicinske zaštite izolovanim ruralnim zajednicama, ili za tretiranje vojnika na terenu. Mnoge od tih mogućnosti već postoje, ali istraživači žele da ih učine manjim, lakšim, energetski efikasnijim, pametnijim.

Hirurgija u svemiru

Jedna američka startap kompanija iz Nebraske razvila je, u saradnji sa NASA-om,  robota veličine pesnice koji bi u svemiru mogao da izvede abdominalnu laparoskopsku operaciju. Robot ima dve ruke opremljene raznim hirurškim alatima, dok kamera na njegovom vrhu obezbeđuje podatke namenjene kontrolnoj stanici na Zemlji gde hirurg uz pomoć džojstika kontroliše operaciju. U svemiru, čak i jednostavni hirurški zahvati mogu da budu problematični jer telesne tečnosti u mikrogravitaciji lako mogu da kontaminiraju unutrašnjost modula. Istraživači iz Kentakija razvili su Sistem za vodeno uranjanje, u obliku prozirne kutije koja stvara vodonepropusni pečat kada se postavi iznad rane, i puni se sterilnim slanim rastvorom. Rastvor se drži pod pritiskom unutar kutije, kako bi se sprečilo isticanje krvi iz rane. Nepropusne rupe omogućuju lekarima da dođu do rane potopljene u slani rastvor, koristeći ručne instrumente. Sistem takođe može da se koristi za recikliranje krvi jer je malo verovatno da će buduće misije moći da nose banku krvi.

Tema Broja

Pionirski koraci

Ocem svemirske medicine smatra se Hubertus Strughold, fiziolog i istaknuti medicinski istraživač rođen u Nemačkoj. Od 1935. godine on je šef aeromedicinskih istraživanja u ratnom vazduhoplovstvu nemačkog Vermahta. Po završetku Drugog svetskog rata, 1947. godine dospeva u SAD u sklopu kontroverzne američke operacije “Spajalica” (Paperclip) kojom je niz naučnika nacističke Nemačke “preuzet” od strane Amerikanaca. Strughold je potom bio visoko pozicioniran i u američkim ratnim snagama, i u NASA-i. Tokom rada u SAD, dao je veoma značajan doprinos svemirskoj medicini razvijanjem svemirskih odela i drugih sistema za održavanje života u svemiru. U junu 1948. godine, u jednom raketnom testiranju koristio je rezus majmuna, što je bio prvi korak u naporu da se ljudi pošalju u svemir.

Fiziologija čoveka, prilagođenog životu u atmosferi Zemlje, zahteva da vazduh koji udiše ima određenu količinu kiseonika; u suprotnom, astronaut je u opasnosti da izgubi svest i podlegne hipoksiji. U kosmičkom vakuumu, razmena gasa u plućima nastavlja se normalno, ali rezultat toga je uklanjanje svih gasova iz krvotoka, uključujući i kiseonik. Nakon 9-12 sekundi, deoksigenirana krv stiže do mozga i čovek gubi svest. Izlaganje vakuumu do 30 sekundi najverovatnije neće izazvati trajna fizička oštećenja, i eksperimenti na životinjama pokazuju da je brz i potpun oporavak moguć po izlaganju kraćem od 90 sekundi, ali su duže izloženosti bile fatalne, a reanimacija nikada nije bila uspešna. O nesrećama te vrste sa ljudskom posadom postoji vrlo ograničena količina podataka. 
Drugi efekt vakuuma je stanje koje se naziva ebulizam, a rezultat je “ključanja” u telesnim tečnostima koje je izazvano smanjenim pritiskom okoline, pri čemu može doći da oticanja tkiva i gotovo udvostručavanja normalne veličine tela, a usporene cirkulacije. Tehnički, smatra se da ebulizam počinje na tzv. Armstrongovoj granici, to jest na nadmorskoj visini od oko 19 km, na kojoj je atmosferski pritisak gasova manji nego pritisak vodene pare (47 mmHg) u telu čoveka, na 37 stepeni Celzijusa. U takvim uslovima vazduh iz rastvorenog stanja u tkivnim tečnostima naglo prelazi u gasne mehuriće koji se gomilaju u krvi i drugim tkivima, što se manifestuje ključanjem tečnosti na normalnoj temperaturi ljudskog tela. Eksperimenti na životinjama su otkrili niz simptoma ebulizma koji mogu da se primene i na ljude. Najbenigniji simptom je zamrzavanje telesnih izlučevina, zbog hlađenja isparavanjem, dok među ozbiljnije posledice, do kojih bi moglo da dođe nakon 30 sekundi, spadaju gubitak kiseonika u tkivu, prestanak cirkulacije i flacidna paraliza. U tom procesu i pluća takođe kolabiraju, ali nastavljaju da oslobađaju vodenu paru koja dovodi do hlađenja i stvaranja leda u respiratornom traktu.
Kad je o telesnoj temperature reč, u vakuumu ne postoji sredstvo za odvođenje toplote iz tela kondukcijom (provođenjem) ili konvekcijom (strujanjem). Toplota se gubi (elektromagnetnim) zračenjem, od telesne temperature koja iznosi 310 K, do 3 K temperature svemira. Taj proces je spor pa kod osobe koja na sebi ima odeću ne postoji opasnost od trenutnog smrzavanja. Brzo isparavajuće hlađenje vlažnosti kože u vakuumu može da dovede do stvaranja mraza, posebno u ustima, ali to nije značajna opasnost. S druge strane, izlaganje intenzivnom zračenju direktne, nefiltrirane sunčeve svetlosti dovelo bi do lokalnog zagrevanja, ali takođe bez značajnije opasnosti, budući da bi to verovatno bilo dobro raspodeljeno zahvaljujući cirkulaciji i konduktivnosti tela.

Budućnost

Inženjerski problemi vezani za napuštanje Zemlje i razvoj svemirskih pogonskih sistema ispituju se duže od jednog veka. Nakon više miliona istraživačkih sati koji su u to već uloženi, u poslednjih nekoliko godina intenziviraju se istraživanja na temu preživljavanja i produženog rada u svemiru, možda i na neodređeno vreme. Ta pitanja zahtevaju doprinos fizičkih i bioloških nauka i, pored finansiranja, najveći su izazov u svemirskim istraživanjima.
Jedna od najnovijih i možda najintrigantnijih oblasti istraživanja odnosi se na efekte mikrogravitacije na mozak. Novembra 2017, naučnici NASA objavili su da su, korišćenjem magnetne rezonance, kod astronauta pronađene promene u položaju i strukturi mozga. Kod onih koji su duže boravili u svemiru, te promene su bile veće. Astronauti su, naime, svedočili o doživljavaju „svemirske magle“- mentalne “maglovitosti” koju su neki uporedili sa padom IQ od 10 poena. Preliminarne studije su pokazale mešovite rezultate u pogledu kognitivne funkcije, ali sugerišu da astronauti imaju poteškoća u obavljanju više zadataka istovremeno, čak i kad rade samo dve stvari u isto vreme, kao što su hodanje i razgovor. U prvoj neuroimidžing studiji, objavljenoj 2016. godine, naučnici su proučili MRI nalaze mozga kod 27 astronauta pre i posle putovanja u svemir i utvrdili veliko smanjenje sive moždane mase u određenim područjima, između ostalog i oko očiju, i u prednjoj i zadnjoj strani mozga, dok je u isto vreme zabeleženo povećanje sive mase u senzorno-motoričkim područjima koja kontrolišu donje ekstremitete. Autori studije veruju da veliki deo očiglednog gubitka sive mase - koja se na Zemlji oporavlja - verovatno nije bio stvarni gubitak, već posledica sabijanja određenih područja zbog pomeranja tečnosti u glavi, što su opisali podatkom da mozak izgleda kao da bukvalno “lebdi u lobanji".
U aprilu ove godine, NASA je objavila medicinske rezultate istraživanja nazvanog “Studija blizanaca”, tokom kojeg je astronaut Skot Keli godinu dana proveo u svemiru na Međunarodnoj svemirskoj stanici, dok je njegov brat blizanac, astronaut Mark Keli boravio na Zemlji. Istraživanje je ukazalo na nekoliko trajnih promena kod blizanca koji je 365 dana bio u svemiru, uključujući kognitivne i promene u DNK. Kad je astronaut Skot Keli započeo proces ponovnog adaptiranja na Zemljinu gravitaciju - po  povratku iz najduže kosmičke misije jednog NASA-inog astronauta - većina bioloških promena koje je doživeo u svemiru brzo se vratila u normalu. Ipak, neke promene su se zadržale i posle šest meseci, a najznačajnija je ta da je sedam odsto njegove DNK i dalje bila "svemirska DNK". Ne samo što su Kelijeve telomere - “kape” na krajevima DNK lanaca koje štite hromozome - bile duže, već se astronaut vratio i sa dva inča (5,08 cm) većom telesnom visinom.
Istraživači veruju da je većina telesnih promena koje se dešavaju u svemiru, uključujući i povećanje visine, verovatno posledica delovanja mikrogravitacije. Sa manje pritiska na telo, kičma se ispravlja i njen položaj se popravlja, slično efektima spavanja na Zemlji. Odmah nakon buđenja, ljudi su za oko 1 cm viši nego pre spavanja. Ali, nakon kratkog vremena na Zemlji, telesna visina astronauta se vraća u normalu i, štaviše, ubrzo slede i nepovoljne posledice kao što su bolovi u leđima. Promene na kičmenim pršljenovima astronauta takođe dovode do mnogih bolesti kičme, posebno onih “staračkih” kao što su artritis, hernijacija diskusa i degenerativne bolesti kičme.
Ukoliko jednog dana započne kolonizacija dalekih destinacija u svemiru, takvim opasnostima će biti izloženi mnogi ljudi, pri čemu je nepoznato kakve bi to posledice imalo po vrlo mlade osobe. Oktobra 1998. godine, Džon Glen, jedan od sedmorice iz čuvene američke “Merkjuri” posade koja je 1959. izvela eksperimentalni svemirski let, ponovo se otisnuo u svemir u svojoj 77. godini. Njegov drugi svemirski let, koji je trajao devet dana, pružio je NASA-i važne informacije o efektima svemirskog leta kod starijih ljudi, ali je zasad malo podataka o višestrukim efektima života u svemiru. Kosmička sredina je još u velikoj meri nepoznata i verovatno nosi još nepoznate opasnosti. U međuvremenu, tehnologije kao što su veštačka gravitacija i složeniji sistemi bioregeneracije mogli bi jednog dana da ublaže neke od tih rizika.



 

G.T.


Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"

 

 

 

  back   top
» Pretraži SAJT  

powered by FreeFind

»  Korisno 
Bookmark This Page
E-mail This Page
Printer Versie
Print This Page
Site map

» Pratite nas  
Pratite nas na Facebook-u Pratite nas na Twitter - u  
»  Prijatelji Planete



» 10 GODINA PLANETE

free counters Flag Counter

6 digitalnih izdanja:
4,58 EUR/540,00 RSD
Uštedite čitajući digitalna izdanja 50%

Samo ovo izdanje:
1,22 EUR/144,00 RSD
Uštedite čitajući digitalno izdanje 20%

www.novinarnica.netfree counters

Čitajte na kompjuteru, tabletu ili mobilnom telefonu

» PRELISTAJTE

NOVINARNICA predlaže
Prelistajte besplatno
primerke

Planeta Br 48


Planeta Br 63


» BROJ 91
Planeta Br 91
Godina XVII
Jul - Avgust 2019.

 

 

Magazin za nauku, kulturu, istraživanja i otkrića
Copyright © 2003-2019 PLANETA