Długie misje kosmiczne niemożliwe? Wszystko przez krew!
Zwiększona podczas pobytu w kosmosie średnio o 54 proc. hemoliza, czyli rozpad czerwonych krwinek może poważnie utrudnić przyszłe długotrwałe misje pozaziemskie - informuje „Nature Medicine”.
Ponieważ ludzkość planuje podróże pozaziemskie, zrozumienie konsekwencji zdrowotnych życia w kosmosie będzie miało kluczowe znaczenie. Szkodliwe czynniki działające podczas kosmicznych misji podsumowuje stworzony przez NASA akronim RIDGE: promieniowanie kosmiczne, izolacja i zamknięcie, oddalenie od Ziemi, pola grawitacyjne oraz wrogie i zamknięte środowiska. Pobyt w stanie nieważkości powoduje w organizmie wiele zmian: na przykład zanik mięśni, spadek gęstości kości i niedokrwistość.
„Kosmiczna” niedokrwistość została zaobserwowana już po pierwszych dłuższych lotach kosmicznych i charakteryzowała się 10–12 proc. spadkiem liczby krwinek czerwonych (RBC), występującym w ciągu pierwszych 10 dni w kosmosie. Jednak mechanizm tej anemii pozostawał niejasny. Uważano, że bardziej nasilone niszczenie krwinek może być adaptacją do przemieszczania się płynów w ciałach astronautów w stronę głowy (na Ziemi grawitacja ściąga krew w stronę nóg), a po 10 dniach wszystko wraca do normy. Trwający 60 dni eksperyment z 20 osobami przebywającymi na Ziemi w mającej symulować mikrograwitację pozycji leżącej wykazał rozpad krwinek zwiększony średnio o 23 proc.
Zespół prof. Guya Trudela ze szpitala w Ottawie oparł się na wynikach badań 14 astronautów (11 mężczyzn i 3 kobiety) odbywających w latach 2015-2020 półroczne misje na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Badano markery rozpadu krwinek (hemolizy) w próbkach wydychanego powietrza i krwi astronautów pobranych przed lotem, cztery razy w czasie lotu i do 1 roku po ich 6-miesięcznych misjach kosmicznych.
Jak się okazało, lot kosmiczny był powiązany z utrzymującym się podwyższonym poziomem produktów degradacji hemoglobiny (w tym tlenku węgla w wydychanym powietrzu i żelaza w surowicy). Rozpad każdej cząsteczki hemu (żelazoporfiryny) pod wpływem enzymu (oksygenazy hemowej) uwalnia cząsteczkę tlenku węgla i atom żelaza, zaś z części białkowej hemoglobiny powstaje biliwerdyna.
Także rok po wylądowaniu utrzymywały się efekty dotyczące czerwonych krwinek (erytrocytów), w tym podwyższony poziom hemolizy i retikulocytoza (wysoki poziom niedojrzałych krwinek czerwonych we krwi).
W ziemskich warunkach ludzki organizm wytwarza i niszczy 2 miliony erytrocytów na sekundę, w kosmosie niszczonych jest nawet 3 miliony na sekundę. Jak sugerują uzyskane wyniki, zwiększone nawet o 54 proc. w porównaniu z warunkami ziemskimi niszczenie czerwonych krwinek (zwane hemolizą) utrzymuje się przez cały czas trwania misji i problem narasta. Wydaje się, że należy to wziąć pod uwagę podczas badań przesiewowych i monitorowania zarówno astronautów, jak i kosmicznych turystów. Niedokrwistość może ograniczać zdolność do wysiłku, powodować zmęczenie i nasilać istniejące problemy zdrowotne, zwłaszcza przy planowanych długotrwałych misjach na Księżycu i Marsie, gdzie możliwości pomocy medycznej byłyby poważnie ograniczone. Problem wydaje się dotyczyć także astronautów często wykonujących długotrwałe misje orbitalne.
Autorzy nie są pewni, dlaczego przebywanie w kosmosie powoduje, że ludzki organizm niszczy komórki krwi w tak szybkim tempie. Hemoliza może wystąpić w czterech różnych częściach ciała: szpiku kostnym (w którym powstają czerwone krwinki), naczyniach krwionośnych, wątrobie lub śledzionie. Zdaniem Trudela najprawdopodobniej chodzi o szpik kostny lub śledzionę, a jego zespół planuje zbadać tę kwestię w przyszłości.
Nie jest również pewne, jak długo osoba przebywająca w kosmosie może niszczyć o 54 procent więcej czerwonych krwinek niż ich krewni na Ziemi.
Po powrocie astronautów z misji, pięć z 13 osób, którym po wylądowaniu pobrano krew, nadal cierpiało na anemię kliniczną. Po trzech lub czterech miesiącach liczba czerwonych krwinek rosła. Jednak w rok po powrocie na Ziemię niszczenie czerwonych krwinek było nadal o 30 procent wyższe u astronautów. Według Trudela im dłużej astronauci przebywają w kosmosie, tym dłużej kosmiczna anemia będzie ich nękać na Ziemi.
PAP/ as/
