Medicina Marse: kaip išlaikyti sveikatą Raudonojoje planetoje

Iš visų iššūkių, susijusių su žmonių nugabenimu į Marsą, tas, kurį galime įveikti labiausiai, neturi nieko bendra su raketomis, buveinėmis ar sudėtingomis vandens filtravimo sistemomis. Didelė problema, su kuria turime susidurti, yra žmogaus kūno ribotumas.

Mūsų kūnai yra neįtikėtinai prisitaikę prie skirtingos aplinkos čia, Žemėje, bet ne tiek, kai kalbama apie aplinką kitose planetose.

Kalbėjomės su dviem kosmoso medicinos ekspertais, kad sužinotume, kaip gydome sergančius ar sužalotus pacientus kosmose ir ką didžiausi atviri klausimai yra susiję su astronautų, kuriuos planuojame išsiųsti į Saulės sistemą, sveikata.

Šis straipsnis yra dalis Gyvenimas Marse10 dalių serija, kurioje tyrinėjami pažangiausi mokslai ir technologijos, kurios leis žmonėms užimti Marsą

Kūnas erdvėje

Mes jau daug žinome apie kaip žmogaus kūnas reaguoja į kosmines misijas dėka daugiau nei du dešimtmečius trukusių tyrimų Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS). Ten esanti mikrogravitacinė aplinka sukelia įvairius kūno pokyčius, įskaitant kaulų retėjimą, raumenų atrofiją ir skysčių persiskirstymą. (kai nėra gravitacijos skysčiams traukti žemyn, jie susikaupia viršutinėje kūno dalyje), taip pat kitos susijusios problemos, pvz. regėjimas. Šie simptomai pasireiškia įprastose šešių mėnesių–vienerių metų kelionėse, kurias astronautai atlieka TKS, o tai yra maždaug panašu į laiką, kurio prireiktų misijai nukeliauti į Marsą.

Geros naujienos yra tai, kad mokslininkai rado daug būdų, kaip neutralizuoti šį poveikį, pavyzdžiui, kelių valandų kasdienių mankštų svarba, kad raumenys neišnyktų.

Filippo Castrucci, Europos kosmoso agentūros skrydžių chirurgas, „Digital Trends“ sakė, kad a ilgalaikis skrydis į kosmosą, pavyzdžiui, misija į Marsą, daugeliu atžvilgių mediciniškai būtų panašus į buvimą TKS. Tai reiškia, kad galime būti visiškai tikri, kad astronautai galės keliauti į Marsą be sveikatos problemų.

„Per 20 nuolatinio TKS gyvenimo metų orbitoje iki šiol nebuvo jokių sveikatos būklių, dėl kurių reikėtų medicininės evakuacijos“, – sakė jis ir pridūrė, kad padėjo kruopščiai atrinkti astronautai, kurių sveikata yra didžiausia ir kurie yra stebimi mažiausiai dvejus metus prieš išsiunčiant į misija. „Todėl medicininio įvykio tikimybė Marso misijoje, nors ir įmanoma, yra maža, kaip rodo dabartiniai TKS įrodymai.

Gydytojai laive

Tačiau maža medicininės pagalbos tikimybė nėra tas pats, kas nelaimės tikimybė. Marso misijos įgula turėtų būti pasirengusi susidoroti su viskuo – nuo ​​įprastų su kosmosu susijusių skundų iki atsitiktinių sužalojimų ir netikėtų ligų.

Kiekvienas astronautas yra apmokytas pagrindinių medicinos įgūdžių, o kiekvienoje įguloje paprastai yra bent du nariai, kuriems suteikiamas papildomas medicininis mokymas, kad galėtų tapti įgulos medicinos pareigūnais (CMO). CMO yra apmokyti panašiai kaip paramedikai ir gali naudoti medicinos reikmenis, platinti vaistus ir naudoti defibriliatorių.

Tačiau Castrucci teigia, kad net gerai apmokyti BRO gali nepakakti medicininės paramos Marso misijai, todėl ilgesnėje kosminėje misijoje greičiausiai reikės apmokytų gydytojų, kurie galėtų keliauti kaip įgulos dalis.

„Keliaujant į Marsą be galimybės evakuotis, bet kokia ekstremali situacija, viršijanti dabartines BRO galimybes, gali žymiai sumažinti pacientų galimybes išgyventi. Todėl ilgesnėje misijoje toli nuo [žemos orbitos] būtina turėti gydytojo lygio gebėjimus“, – sakė jis. „Įguloje turėtų būti du skubios pagalbos gydytojai, siekiant užtikrinti atleidimą iš darbo, turintys chirurginių ir vidaus ligų įgūdžių.

Neatidėliotinos medicinos pagalbos gydymas kosmose

Vienas iš gydymo iššūkių potencialioje Marso misijoje yra ryšio tarp įgulos ir Žemės vėlavimas. Kai astronautai yra TKS, medikai gali teikti medicininę pagalbą realiu laiku. Tačiau erdvėlaiviui tolstant nuo Žemės, ryšiai vėluoja vis dažniau – tarp Žemės ir Marso vėluoja iki 20 minučių. Tai reiškia, kad avarijos atveju Marso įgula turėtų veikti autonomiškiau, todėl parama iš žemės dažniausiai bus teikiama parengiamųjų darbų ir nurodymų forma.

Procedūrinių problemų taip pat kyla bandant naudoti tam tikrus gydymo būdus erdvėje, todėl mokymas turi būti pritaikytas mikrogravitacijos aplinkai.

Castrucci pateikė širdies ir plaučių gaivinimo (CPR) manevrų, kurie Žemėje apima pacientas guli veidu į viršų ant kieto paviršiaus, kad gelbėtojas savo kūno svoriu galėtų jį suspausti krūtinė. Tačiau tai neveikia mikrogravitacijoje.

Kosmose plaukiojančios priemonės turi turėti specialius plokščius paviršius, pritvirtintus prie rėmo ir prie kurių būtų galima pritvirtinti sužeistą įgulos narį. Gelbėtojas taip pat turi prisitvirtinti prie rėmo, kad galėtų suspausti krūtinę neatsistumdamas. Ir jie turi spausti stipriau, nes negali panaudoti savo kūno svorio krūtinės ląstos paspaudimams.

Visa tai daro gaivinimą lėtesnį ir sunkiau atliekamą erdvėje nei ant žemės, ir tai tik vienas iš pavyzdžių, kokia sudėtinga gali būti kosminė medicina.

Marso iššūkiai

Tokie iššūkiai iškyla gydant kosmose esančias medicinines problemas ir dažniausiai yra susiję su gyvenimu mikrogravitacijoje. Kai astronautai pasieks Marsą, jie atgaus gravitaciją – Marso gravitacija sudaro apie 40 % Žemės gravitacijos, tačiau planeta patirs naujų iššūkių.

Marsas yra labai dulkėta aplinka ir tai gali sukelti odos bėrimus ir akių dirginimą, taip pat kvėpavimo takų dirginimą ir perkrovą. Jau nekalbant apie nuovargį, stresą ir prastą miegą, kurių galima tikėtis atliekant labai įtemptą misiją, taip pat psichologijos ir fizinės sveikatos sąveika.

Tačiau tikrai didelė Marso problema yra plika akimi nematomas dalykas: radiacija. Čia, Žemėje, mūsų planeta turi magnetosferą, kuri saugo mus nuo kosminių spindulių ir saulės vėjo spinduliuotės, tačiau Marse tokio dalyko nėra. Problemą apsunkina plona Marso atmosfera, kurios tankis yra tik maždaug 1% Žemės atmosferos tankio.

Ankstesnėse misijose į Marsą, kaip ir erdvėlaivyje „Mars Odyssey“, radiacijos lygis buvo 2,5 karto didesnis nei TKS. Ir buvo laikai, kai išaugo radiacija (tikriausiai susijęs su saulės aktyvumu) iki daug didesnio lygio.

Taigi, kaip apsaugoti astronautus nuo šios nematomos grėsmės?

Neregėtas radiacijos pavojus

Žinome, kad dėl radiacijos poveikio žmonėms kyla didesnė rizika susirgti vėžiu ir degeneracinėmis ligomis ir kad tai gali pakenkti nervų sistemai. Tai taip pat gali prisidėti prie tokių ligų vystymosi kaip katarakta arba sterilumas. Visai neseniai gydytojai, tokie kaip Manon Meerman, širdies ir kraujagyslių sistemos specialistė, tirianti sveikatą radiacijos poveikį ilgalaikių kosminių misijų metu, nustatė, kad širdis ir širdies ir kraujagyslių sistema gali būti jautrūs ir kosminei spinduliuotei.

Meermanas mums pasakė, kad vienas iš nerimą keliančių dalykų, susijusių su radiacijos poveikiu kosmose, yra tai, kad mes nežinome pakankamai, kad galėtume užtikrintai numatyti, koks bus poveikis sveikatai. Mažai tikėtina, kad astronautai susirgtų ar mirtų nuo jos Marso misijos metu, tačiau ilgainiui jiems kiltų didesnė rizika susirgti gyvybei pavojingomis ligomis, tokiomis kaip vėžys.

Informacija, kurią mes turime apie spinduliuotę erdvėje už žemosios orbitos ribų, gaunama iš mažo pavyzdžio: Labai nedaug žmonių, kurie aplankė Mėnulį, o tai nepateikia pakankamai duomenų, kad būtų galima nubrėžti plačią informaciją išvadas. Galime surinkti daugiau informacijos iš panašių šaltinių, pvz., pacientų, kurie buvo gydomi radioterapija arba žmonės, kurie buvo paveikti radiacijos per branduolines avarijas, tokias kaip Černobylio katastrofa 1986 metais. Tačiau jie gali pateikti tik ribotą palyginimą.

Taip yra todėl, kad atliekant Marso misiją reikia atsižvelgti į dviejų tipų spinduliuotę: Pirma, yra galaktikos kosminiai spinduliai, dėl kurių nuolat veikiami prasiskverbiantys jonai. Antra, taip pat retkarčiais ir labai stipriais spinduliuotės šuoliais, kuriuos sukelia saulės blyksniai. Kalbant apie tai, kaip kiekviena spinduliuotės rūšis ilgainiui paveiks sveikatą, mes tiesiog nežinome daug dalykų.

„Jei galiausiai norime išplėsti kosmines keliones į Mėnulį ar Marsą, tikrai turime pasinerti į tai, koks yra tokio tipo spinduliuotės poveikis žmogaus kūnui“, - sakė Meermanas.

Nauji tyrimo metodai

Kadangi radiacija yra tokia svarbi kosminių kelionių problema, pastaraisiais metais tai labai išaugo mokslinių tyrimų tema. Be tradicinių tyrimų metodų, tokių kaip tyrimai su gyvūnais, vienas iš būdų, kuriuo dirba Meermanas ir kiti, yra „organų ant lusto“ tyrimai. Tai apima lusto, kuriame yra laboratorijoje sukurtų ląstelių, sukūrimą, kad būtų imituojamos tikro žmogaus organo reakcijos. Tai gali būti naudojama tiriant, kokius tyrimus būtų pavojinga arba neįmanoma atlikti gyvam žmogui.

Šiuo metu tai yra didelė tyrimų tema atliekami TKS, su viltimi, kad naudojant šį metodą galima daugiau sužinoti apie tai, kaip erdvės aplinka veikia žmogaus organus. Ateityje tai taip pat gali būti perspektyvi erdvė kosminės spinduliuotės tyrimams.

Kitas būdas yra imituoti kosminę spinduliuotę laboratorijose čia, Žemėje. Tačiau atkurti kosmoso radiacinę aplinką nėra lengva, todėl specialios laboratorijos kaip NASA kosminės radiacijos laboratorija, kuri naudoja sunkiųjų jonų greitintuvą spinduliuotei imituoti, svarbu.

Kaip apsaugoti astronautus nuo radiacijos

Yra idėjų ir tyrimų, kaip apsaugoti astronautus nuo kosminės spinduliuotės. Šiuo metu kosmoso agentūros apriboja astronautų ekspoziciją visą gyvenimą iki žemo lygio, o tai neturėtų sukelti pernelyg didelės rizikos. Tačiau vykdant misiją į Marsą, tai padėtų turėti daugiau lankstumo, kiek laiko astronautai praleidžia kosmose.

Praktiškiausias būdas apsaugoti astronautų sveikatą yra naudoti ekranavimą, kai stori metalo lakštai naudojami siekiant sustabdyti spinduliuotę ir apsaugoti astronautus. Ekranas gali būti pritaikytas erdvėlaiviui ar buveinei, leidžiantis astronautams laisvai judėti viduje, taip pat yra ir darbo atliekama ant apsauginių liemenių ar kostiumų su įmontuotu ekranu, jei astronautui reikėtų išeiti už seifo aplinką.

Didelis ekranavimo trūkumas yra tai, kad jis yra labai sunkus, o tai yra problema tiek paleidžiant mažiausią masę turinčią raketą, tiek žmonėms, bandantiems judėti nešiojant daug papildomo svorio.

Kitas būdas yra pažvelgti į vaistus, kurie galėtų apsaugoti žmones nuo radiacijos poveikio, nors mes toli gražu neturime tabletės, galinčios apsaugoti astronautus. Meermanas iškėlė problemą, kad net jei galėtume sukurti veiksmingus vaistus Žemėje, nežinome, kaip šie vaistai veiktų kosminėje aplinkoje. Žmogaus kūnas išgyvena tiek daug pokyčių erdvėje, kad vaistų įsisavinimo būdai gali skirtis ir mes tiesiog nezinau pakankamai nuspėti, kaip tai gali atrodyti.

Paskutinė sritis, kuri galėtų padėti išlaikyti astronautus sveikus, yra rasti būdų, kaip sustiprinti savo natūralią imuninę sistemą, pavyzdžiui, į savo mitybą įtraukti antioksidantų turintį maistą. Tai daug žadanti koncepcija, nes ją daug lengviau įgyvendinti nei kitus sprendimus, nors šis tyrimas taip pat yra labai ankstyvoje stadijoje.

Per daug nežinomųjų

Didelė problema gydytojams, tokiems kaip Meermanas, yra tai, kiek yra nežinomųjų, susijusių su astronautų, vykstančių į Marsą, sveikata. Mes tiesiog negalime tiksliai pasakyti, koks gali būti ilgalaikis radiacijos poveikis sveikatai, taip pat dar neturime tikslaus būdo apsaugoti astronautus nuo šio galimo poveikio.

Taigi, nors galime būti technologiškai pasirengę siųsti žmones į Marsą dabar, kyla klausimas dėl tokio pasirinkimo moralės, kol medicininiai tyrimai dar tik pradedami. „Turėtume savęs paklausti, ar norime keliauti į Marsą nežinodami tikslios rizikos, kuriai keliame astronautus“, – sakė ji. „Tai labiau etinis nei mokslinis klausimas.