Ιατρική στον Άρη: Πώς να διατηρήσετε την υγεία στον Κόκκινο Πλανήτη

Από όλες τις προκλήσεις του να φτάσουμε τους ανθρώπους στον Άρη, αυτή που μπορεί να είμαστε πιο μακριά από το να λύσουμε δεν έχει καμία σχέση με πυραύλους, ενδιαιτήματα ή πολύπλοκα συστήματα φιλτραρίσματος νερού. Το μεγάλο πρόβλημα που πρέπει να αντιμετωπίσουμε είναι οι περιορισμοί του ανθρώπινου σώματος.

Το σώμα μας είναι απίστευτα προσαρμοστικό σε διαφορετικά περιβάλλοντα εδώ στη Γη, αλλά όχι τόσο πολύ όταν πρόκειται για το περιβάλλον σε άλλους πλανήτες.

Μιλήσαμε με δύο ειδικούς στη διαστημική ιατρική για να μάθουμε πώς αντιμετωπίζετε άρρωστους ή τραυματισμένους ασθενείς στο διάστημα και τι μερικοί από τα μεγάλα ανοιχτά ερωτήματα είναι όταν πρόκειται για την υγεία των αστροναυτών που σκοπεύουμε να στείλουμε στο ηλιακό σύστημα.

Αυτό το άρθρο είναι μέρος του Ζωή στον Άρη, μια σειρά 10 μερών που εξερευνά την επιστήμη και την τεχνολογία αιχμής που θα επιτρέψει στους ανθρώπους να καταλάβουν τον Άρη

Το σώμα στο διάστημα

Γνωρίζουμε ήδη πολλά για πώς αντιδρά το ανθρώπινο σώμα στις διαστημικές αποστολές χάρη σε δύο και πλέον δεκαετίες μελετών στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Το περιβάλλον μικροβαρύτητας εκεί οδηγεί σε μια σειρά αλλαγών στο σώμα, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας οστού, της μυϊκής ατροφίας και της ανακατανομής των υγρών (όταν δεν υπάρχει βαρύτητα για να τραβήξει τα υγρά προς τα κάτω, καταλήγουν να λιμνάζουν στο πάνω μέρος του σώματος), καθώς και άλλα συναφή ζητήματα όπως μειωμένη όραμα. Αυτά τα συμπτώματα εμφανίζονται στις τυπικές περιηγήσεις έξι μηνών έως ενός έτους που πραγματοποιούν οι αστροναύτες στον ISS, κάτι που είναι περίπου συγκρίσιμο με το χρόνο που θα χρειαζόταν μια αποστολή για να ταξιδέψει στον Άρη.

Τα καλά νέα είναι ότι οι ερευνητές έχουν βρει πολλούς τρόπους για να εξουδετερώσουν αυτές τις επιδράσεις, όπως τη σημασία πολλών ωρών καθημερινής άσκησης για την πρόληψη της σπατάλης των μυών.

Ο Φίλιπο Καστρούτσι, χειρουργός πτήσης στην Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία, είπε στο Digital Trends ότι α Η μακροπρόθεσμη διαστημική πτήση, όπως μια αποστολή στον Άρη, θα ήταν από πολλές απόψεις ιατρικά παρόμοια με μια παραμονή στον ISS. Και αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να είμαστε εύλογα σίγουροι ότι οι αστροναύτες θα μπορούν να ταξιδέψουν στον Άρη χωρίς να προκύψει έκτακτη ανάγκη για την υγεία.

«Στα 20 χρόνια μόνιμης κατοίκησης του ISS, καμία κατάσταση υγείας που να απαιτεί ιατρική εκκένωση δεν έχει παρουσιαστεί μέχρι σήμερα σε τροχιά», είπε, προσθέτοντας ότι αυτό έχει βοηθηθεί από την προσεκτική επιλογή αστροναυτών που βρίσκονται στο απόγειο της υγείας τους και οι οποίοι παρακολουθούνται για τουλάχιστον δύο χρόνια πριν σταλούν σε αποστολή. «Ως εκ τούτου, η πιθανότητα να συμβεί ένα ιατρικό συμβάν σε μια αποστολή στον Άρη, αν και πιθανή, είναι χαμηλή, όπως δείχνουν τα τρέχοντα στοιχεία στον ISS».

Επί του σκάφους γιατροί

Ωστόσο, μια χαμηλή πιθανότητα για μια επείγουσα ιατρική κατάσταση δεν είναι το ίδιο πράγμα με τη μη πιθανότητα έκτακτης ανάγκης. Ένα πλήρωμα αποστολής στον Άρη θα πρέπει να είναι έτοιμο να αντιμετωπίσει οτιδήποτε, από κοινές καταγγελίες που σχετίζονται με το διάστημα μέχρι τυχαίους τραυματισμούς έως απροσδόκητες ασθένειες.

Κάθε αστροναύτης εκπαιδεύεται σε βασικές ιατρικές δεξιότητες και σε κάθε πλήρωμα υπάρχουν συνήθως τουλάχιστον δύο μέλη που λαμβάνουν επιπλέον ιατρική εκπαίδευση για να γίνουν Crew Medical Officers (CMOs). Οι CMO εκπαιδεύονται σε επίπεδο παρόμοιο με τους παραϊατρικούς και είναι σε θέση να χρησιμοποιούν ιατρικές προμήθειες, να διανέμουν φάρμακα και να χρησιμοποιούν απινιδωτή.

Ωστόσο, ο Καστρούτσι λέει ότι ακόμη και καλά εκπαιδευμένοι CMO μπορεί να μην είναι αρκετή ιατρική υποστήριξη για μια αποστολή στον Άρη, επομένως μια μεγαλύτερη διαστημική αποστολή πιθανότατα θα χρειαζόταν εκπαιδευμένους γιατρούς για να ταξιδέψουν ως μέρος του πληρώματος.

«Σε ταξίδια στον Άρη χωρίς δυνατότητα εκκένωσης, οποιαδήποτε έκτακτη ανάγκη που υπερβαίνει τις τρέχουσες δυνατότητες CMO μπορεί να μειώσει σημαντικά τις πιθανότητες επιβίωσης του ασθενούς. Επομένως, η ικανότητα σε επίπεδο γιατρού είναι μια απαίτηση σε εκτεταμένη αποστολή μακριά από [χαμηλή τροχιά της Γης]», είπε. «Δύο γιατροί έκτακτης ανάγκης, για να διασφαλιστεί ο πλεονασμός, με χειρουργικές και εσωτερικές δεξιότητες θα πρέπει να είναι μέρος του πληρώματος».

Αντιμετώπιση έκτακτης ιατρικής ανάγκης στο διάστημα

Μία από τις προκλήσεις της θεραπείας σε μια πιθανή αποστολή στον Άρη είναι η καθυστέρηση επικοινωνίας μεταξύ του πληρώματος και της Γης. Όταν οι αστροναύτες βρίσκονται στο ISS, η ιατρική υποστήριξη μπορεί να παρέχεται σε πραγματικό χρόνο από γιατρούς στο έδαφος. Αλλά καθώς ένα διαστημόπλοιο απομακρύνεται όλο και περισσότερο από τη Γη, οι επικοινωνίες καθυστερούν όλο και περισσότερο, με καθυστέρηση έως και 20 λεπτών μεταξύ Γης και Άρη. Αυτό σημαίνει ότι ένα πλήρωμα του Άρη θα πρέπει να λειτουργεί πιο αυτόνομα σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, επομένως η υποστήριξη από το έδαφος θα έρχεται κυρίως με τη μορφή προετοιμασιών και οδηγιών.

Προκύπτουν επίσης διαδικαστικά ζητήματα όταν προσπαθείτε να χρησιμοποιήσετε ορισμένες θεραπείες στο διάστημα, επομένως η εκπαίδευση πρέπει να είναι προσαρμοσμένη σε περιβάλλον μικροβαρύτητας.

Ο Καστρούτσι έδωσε το παράδειγμα των ελιγμών καρδιοπνευμονικής αναζωογόνησης (CPR), οι οποίοι στη Γη περιλαμβάνουν ο ασθενής είναι στραμμένος προς τα πάνω σε μια σκληρή επιφάνεια, ώστε ο διασώστης να μπορεί να χρησιμοποιήσει το βάρος του σώματός του για να συμπιέσει στήθος. Αυτό όμως δεν λειτουργεί στη μικροβαρύτητα.

Στο διάστημα, το σκάφος πρέπει να είναι εξοπλισμένο με ειδικές επίπεδες επιφάνειες που είναι προσαρτημένες στο πλαίσιο και στις οποίες μπορεί να στερεωθεί ένα τραυματισμένο μέλος του πληρώματος. Ο διασώστης πρέπει επίσης να ασφαλιστεί στο πλαίσιο, ώστε να μπορεί να συμπιέσει το στήθος χωρίς να τον απωθήσουν. Και πρέπει να πιέσουν περισσότερο καθώς δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν το σωματικό τους βάρος στις θωρακικές συμπιέσεις.

Όλα αυτά κάνουν την ΚΑΡΠΑ πιο αργή και πιο δύσκολη στην εκτέλεση στο διάστημα παρά στο έδαφος, και αυτό είναι μόνο ένα παράδειγμα του πόσο δύσκολη μπορεί να είναι η διαστημική ιατρική.

Οι προκλήσεις του Άρη

Αυτά είναι τα είδη των προκλήσεων που προκύπτουν κατά τη θεραπεία ενός ιατρικού ζητήματος στο διάστημα και σχετίζονται κυρίως με τη ζωή στη μικροβαρύτητα. Μόλις οι αστροναύτες φτάσουν στον Άρη, θα πάρουν πίσω λίγη βαρύτητα –η βαρύτητα του Άρη είναι περίπου 40% εκείνης της Γης– αλλά ο πλανήτης θα παρουσιάσει τις δικές του νέες προκλήσεις.

Ο Άρης είναι ένα εξαιρετικά σκονισμένο περιβάλλον και αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει δερματικά εξανθήματα και ερεθισμούς στα μάτια, καθώς και ερεθισμό του αναπνευστικού συστήματος και συμφόρηση. Αυτό για να μην αναφέρουμε την κούραση, το άγχος και τον κακό ύπνο που μπορεί να αναμένονται από μια εξαιρετικά αγχωτική αποστολή, καθώς και αλληλεπίδραση ψυχολογίας και σωματικής υγείας.

Αλλά το πραγματικά μεγάλο πρόβλημα στον Άρη είναι κάτι αόρατο με γυμνό μάτι: η ακτινοβολία. Εδώ στη Γη, ο πλανήτης μας έχει μια μαγνητόσφαιρα που μας προστατεύει από την ακτινοβολία από τις κοσμικές ακτίνες και τον ηλιακό άνεμο, αλλά δεν υπάρχει κάτι τέτοιο στον Άρη. Το πρόβλημα επιδεινώνει τη λεπτή ατμόσφαιρα του Άρη, η οποία είναι μόνο περίπου το 1% της πυκνότητας της ατμόσφαιρας της Γης.

Προηγούμενες αποστολές στον Άρη, όπως το διαστημικό σκάφος Mars Odyssey, βρήκαν επίπεδα ακτινοβολίας 2,5 φορές υψηλότερα από εκείνα του ISS. Και υπήρξαν στιγμές που η ακτινοβολία αυξήθηκε (πιθανόν να σχετίζεται με την ηλιακή δραστηριότητα) σε πολύ υψηλότερα επίπεδα που.

Πώς λοιπόν προστατεύετε τους αστροναύτες από αυτήν την αόρατη απειλή;

Ο αόρατος κίνδυνος της ακτινοβολίας

Γνωρίζουμε ότι η έκθεση σε ακτινοβολία θέτει τους ανθρώπους σε υψηλότερο κίνδυνο για καρκίνο και εκφυλιστικές ασθένειες και ότι μπορεί να βλάψει το νευρικό σύστημα. Μπορεί επίσης να συμβάλει στην ανάπτυξη ιατρικών καταστάσεων όπως καταρράκτη ή στειρότητα. Μόλις πρόσφατα, γιατροί όπως η Manon Meerman, μια ειδικός καρδιαγγειακών που ερευνά την υγεία επιπτώσεις της ακτινοβολίας από μακροχρόνιες διαστημικές αποστολές, έχουν διαπιστώσει ότι η καρδιά και το καρδιαγγειακό σύστημα μπορεί να είναι ευαίσθητο και στη διαστημική ακτινοβολία.

Ο Meerman μας είπε ότι ένα από τα ανησυχητικά πράγματα σχετικά με την έκθεση στην ακτινοβολία στο διάστημα είναι ότι δεν γνωρίζουμε αρκετά για να προβλέψουμε με σιγουριά ποιες θα είναι οι επιπτώσεις στην υγεία. Είναι απίθανο οι αστροναύτες να αρρωστήσουν ή να πεθάνουν από αυτό κατά τη διάρκεια μιας αποστολής στον Άρη, αλλά μακροπρόθεσμα, θα διατρέχουν υψηλότερο κίνδυνο για απειλητικές για τη ζωή ιατρικές καταστάσεις όπως ο καρκίνος.

Οι πληροφορίες που έχουμε για την ακτινοβολία στο διάστημα πέρα ​​από τη χαμηλή τροχιά της Γης προέρχονται από ένα μικροσκοπικό δείγμα: Οι πολύ λίγοι άνθρωποι που έχουν επισκεφτεί το φεγγάρι, το οποίο δεν παρέχει αρκετά δεδομένα για να αντλήσουμε ευρύ φάσμα συμπεράσματα. Μπορούμε να συγκεντρώσουμε περισσότερες πληροφορίες από συγκρίσιμες πηγές, όπως ασθενείς που έχουν υποβληθεί σε θεραπεία ακτινοθεραπεία ή άτομα που έχουν εκτεθεί σε ακτινοβολία σε πυρηνικά ατυχήματα όπως η καταστροφή του Τσερνομπίλ το 1986. Αλλά αυτά μπορούν να παρέχουν μόνο μια περιορισμένη σύγκριση.

Αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν δύο τύποι ακτινοβολίας που πρέπει να ληφθούν υπόψη για μια αποστολή στον Άρη: Πρώτον, υπάρχουν γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα τη συνεχή έκθεση σε διεισδυτικά ιόντα. Δεύτερον, υπάρχουν επίσης περιστασιακές και πολύ ισχυρές αιχμές στην ακτινοβολία που προκαλούνται από ηλιακές εκλάμψεις. Όταν πρόκειται για το πώς κάθε τύπος ακτινοβολίας θα επηρεάσει την υγεία μακροπρόθεσμα, υπάρχουν πολλά που απλά δεν γνωρίζουμε.

«Εάν τελικά θέλουμε να επεκτείνουμε τα διαστημικά ταξίδια στο φεγγάρι ή στον Άρη, πρέπει πραγματικά να βουτήξουμε βαθύτερα στο ποιες είναι οι επιπτώσεις αυτού του τύπου ακτινοβολίας στο ανθρώπινο σώμα», είπε ο Meerman.

Νέες μέθοδοι έρευνας

Με την ακτινοβολία να είναι ένα τόσο σημαντικό ζήτημα για τα διαστημικά ταξίδια, είναι ένα θέμα που έχει δει τεράστια ανάπτυξη στην έρευνα τα τελευταία χρόνια. Εκτός από τις παραδοσιακές ερευνητικές μεθόδους, όπως οι μελέτες σε ζώα, μια προσέγγιση στην οποία εργάζονται ο Meerman και άλλοι είναι η έρευνα «όργανο σε τσιπ». Αυτό περιλαμβάνει την κατασκευή ενός τσιπ που περιέχει κύτταρα που έχουν δημιουργηθεί στο εργαστήριο για την προσομοίωση των αποκρίσεων ενός πραγματικού ανθρώπινου οργάνου. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έρευνα σχετικά με το ποιες μελέτες θα ήταν επικίνδυνες ή αδύνατο να πραγματοποιηθούν σε ζωντανό άτομο.

Αυτό είναι ένα μεγάλο θέμα έρευνας αυτή τη στιγμή εκτελείται στον ISS, με την ελπίδα ότι η χρήση αυτής της μεθόδου μπορεί να μας διδάξει περισσότερα για το πώς το διαστημικό περιβάλλον επηρεάζει τα ανθρώπινα όργανα. Στο μέλλον, θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη λεωφόρος για έρευνα και στη διαστημική ακτινοβολία.

Μια άλλη προσέγγιση είναι η προσομοίωση της διαστημικής ακτινοβολίας σε εργαστήρια εδώ στη Γη. Ωστόσο, η αναδημιουργία του περιβάλλοντος ακτινοβολίας του διαστήματος δεν είναι εύκολη, γι' αυτό και ειδικά εργαστήρια όπως το Διαστημικό Εργαστήριο Ακτινοβολίας της NASA, το οποίο χρησιμοποιεί έναν επιταχυντή βαρέων ιόντων για την προσομοίωση της ακτινοβολίας, σπουδαίος.

Πώς να προστατέψετε τους αστροναύτες από την ακτινοβολία

Υπάρχουν ιδέες και έρευνες σχετικά με τον τρόπο προστασίας των αστροναυτών από την διαστημική ακτινοβολία. Επί του παρόντος, οι διαστημικές υπηρεσίες περιορίζουν τη διάρκεια ζωής των αστροναυτών σε χαμηλά επίπεδα που δεν πρέπει να δημιουργούν αδικαιολόγητο κίνδυνο. Αλλά για μια αποστολή στον Άρη, θα βοηθούσε να υπάρχει μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά το χρόνο που περνούν οι αστροναύτες στο διάστημα.

Η πιο πρακτική προσέγγιση για την προστασία της υγείας των αστροναυτών είναι η χρήση θωράκισης, στην οποία χρησιμοποιούνται χοντρά φύλλα μετάλλου για να σταματήσουν την ακτινοβολία και να κρατήσουν τους αστροναύτες ασφαλείς. Η θωράκιση μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα διαστημόπλοιο ή έναν βιότοπο, επιτρέποντας στους αστροναύτες να κινούνται ελεύθερα μέσα, και υπάρχει επίσης δουλειά γίνεται σε προστατευτικά γιλέκα ή στολές που έχουν ενσωματωμένη θωράκιση σε περίπτωση που ένας αστροναύτης χρειαστεί να μετακινηθεί έξω από το χρηματοκιβώτιο περιβάλλον.

Το μεγάλο μειονέκτημα της θωράκισης είναι ότι είναι πολύ βαρύ, γεγονός που αποτελεί πρόβλημα τόσο για την εκτόξευση ενός πυραύλου με ελάχιστη μάζα όσο και για τους ανθρώπους που προσπαθούν να μετακινηθούν ενώ φορούν πολύ επιπλέον βάρος.

Μια άλλη προσέγγιση είναι να εξετάσουμε τα φάρμακα που θα μπορούσαν να προστατεύσουν τους ανθρώπους από τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας, αν και δεν είμαστε κοντά στο να έχουμε ένα χάπι που μπορεί να κρατήσει τους αστροναύτες ασφαλείς. Ένα ζήτημα που έθεσε ο Meerman είναι ότι ακόμα κι αν μπορούσαμε να δημιουργήσουμε αποτελεσματικά φάρμακα στη Γη, δεν γνωρίζουμε πώς θα λειτουργούσαν αυτά τα φάρμακα στο διαστημικό περιβάλλον. Το ανθρώπινο σώμα περνά από τόσες πολλές αλλαγές στο διάστημα που οι τρόποι απορρόφησης των ναρκωτικών μπορεί να είναι διαφορετικοί, και εμείς απλά δεν ξέρω αρκετά για να προβλέψουμε πώς μπορεί να μοιάζει αυτό.

Ένας τελευταίος τομέας που θα μπορούσε δυνητικά να βοηθήσει να διατηρήσουν τους αστροναύτες υγιείς είναι να βρουν τρόπους για να ενισχύσουν το δικό τους φυσικό ανοσοποιητικό σύστημα, όπως να συμπεριλάβουν στη διατροφή τους τρόφιμα πλούσια σε αντιοξειδωτικά. Αυτή είναι μια πολλά υποσχόμενη ιδέα, καθώς είναι πολύ πιο εύκολο να εφαρμοστεί από άλλες λύσεις, αν και αυτή η έρευνα είναι επίσης πολύ στα αρχικά της στάδια.

Πάρα πολλά άγνωστα

Το μεγάλο ζήτημα για γιατρούς όπως ο Meerman είναι πόσοι άγνωστοι υπάρχουν όταν πρόκειται για την υγεία των αστροναυτών που πηγαίνουν στον Άρη. Απλώς δεν μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ποιες μπορεί να είναι οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στην υγεία από την έκθεση στην ακτινοβολία, και επίσης δεν έχουμε ακόμη έναν σίγουρο τρόπο προστασίας των αστροναυτών από αυτές τις πιθανές επιπτώσεις.

Έτσι, ενώ μπορεί να είμαστε τεχνολογικά έτοιμοι να στείλουμε ανθρώπους στον Άρη αυτή τη στιγμή, υπάρχει ένα ζήτημα ηθικής της επιλογής αυτής, ενώ η ιατρική έρευνα είναι ακόμη στα σπάργανα. «Θα πρέπει να αναρωτηθούμε αν είμαστε πρόθυμοι να ταξιδέψουμε στον Άρη χωρίς να γνωρίζουμε τους ακριβείς κινδύνους στους οποίους εκθέτουμε τους αστροναύτες», είπε. «Είναι περισσότερο μια ηθική ερώτηση παρά μια επιστημονική».