Az űrutazás fiziológiai terhei új kutatások szerint eltérően érintik a férfi és női űrhajósokat, különösen az agy és a szem területén bekövetkező változásokban. A npj Microgravity tudományos folyóiratban megjelent tanulmány részletesen feltárja, hogy az űrmissziók után a nők esetében nagyobb mértékű csökkenés tapasztalható az agy felső részeit körülvevő folyadék mennyiségében, míg a férfiaknál inkább a szem összenyomódásának jelei mutatkoznak. Ezek az eredmények fontos betekintést nyújtanak abba, hogyan alkalmazkodik az emberi test a mikrogravitációs környezethez, és segíthetnek a jövőbeli hosszú távú űrmissziók egészségügyi stratégiáinak kialakításában.
Az emberi test alkalmazkodása a mikrogravitációhoz
Az emberi szervezet rendkívül jól alkalmazkodott a Föld gravitációjához. Az űrhajósok azonban, amikor belépnek az űr mikrogravitációs környezetébe, számos fiziológiai változáson mennek keresztül. A Földön normálisan lefelé húzódó testnedvek ilyenkor fej felé áramlanak, ami megváltoztatja az agyra és a szemre nehezedő nyomást. Ez vezethet az úgynevezett Spaceflight Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS) kialakulásához, amely az űrhajósok mintegy 70%-át érinti. A SANS tünetei közé tartozik a szemgolyó alakjának megváltozása és az optikai ideg duzzanata.
A kutatás célja és módszertana
A University of Florida alkalmazott fiziológia és kinesziológia professzora, Rachael D. Seidler vezette kutatócsoport azt vizsgálta, hogy milyen szerepet játszanak demográfiai tényezők – például életkor és nem – az űrhajósok agyi és szemészeti változásainak alakulásában. Korábbi kutatások ezen a területen korlátozottak voltak, különösen a nemek közötti különbségeket illetően, mivel történelmileg kevés női űrhajós vett részt missziókban.
Seidler elmondta: „A nemek közötti válaszokkal kapcsolatos adatok szűkösek, tekintettel arra, hogy viszonylag kevés női űrhajós volt eddig. Bár adatbázisunkban is csak körülbelül egynegyed arányban voltak nők, a viszonylag nagy mintának köszönhetően mégis lehetőségünk nyílt ezeknek a különbségeknek a vizsgálatára.”
A vizsgált minták és elemzési eljárások
A kutatók összesen 37 olyan űrhajós adatait gyűjtötték össze, akik korábban teljesítettek missziót a Nemzetközi Űrállomáson (ISS). Az elemzés alapját az űrhajósok repülés előtti és utáni mágneses rezonancia képalkotó (MRI) vizsgálatai képezték.
Ezekkel a felvételekkel mérni tudták az agy szerkezetében bekövetkező változásokat, beleértve a szürkeállomány térfogatát – amely idegsejteket tartalmaz –, valamint az úgynevezett „szabad víz” mennyiségét, vagyis azt a folyadékot, amely az agysejtek közötti térben található. Emellett részletes szemészeti vizsgálatok eredményeit is felhasználták NASA egészségügyi adatbázisából annak megállapítására, hogy melyik űrhajósnál jelentkeztek SANS tünetei.
Eredmények: nemek közötti eltérések az agyi folyadék mennyiségében
A fejlett számítógépes elemző eszközök segítségével összehasonlították a repülés előtti és utáni MRI-képeket, hogy feltérképezzék a specifikus változásokat. Statisztikai elemzésük során megvizsgálták, hogy ezek a változások összefüggésben állnak-e az űrhajósok nemével, életkorával vagy missziójuk időtartamával.
Kiderült, hogy nincs jelentős kapcsolat az életkor és az agyi változások mértéke között. Ugyanakkor markáns különbséget találtak a nemek között: bizonyos agytájakon – főként az agy felső részein – a női űrhajósok esetében nagyobb mértékben csökkent a szabad víz térfogata visszatérés után, mint férfi társaiknál. Ennek funkcionális következményei egyelőre még nem tisztázottak.
Szemészeti változások: SANS tünetek és nemek szerinti eltérések
A szem egészségi állapotának vizsgálata során azt találták, hogy leggyakoribb változásként a szemgolyó hátsó részének lapulása jelentkezett azoknál az űrhajósoknál, akiknél kialakult SANS. Több mint felénél ez volt az egyetlen tünet.
Seidler hangsúlyozta: „A leggyakoribb szemészeti elváltozás egyértelműen a szemgolyó lapulása volt, ezért ennek kellene elsődleges célpontnak lennie az egészségügyi monitorozás során.”
A tanulmány azt is kimutatta, hogy ez a szemváltozás gyakoribb volt férfiaknál. Bár statisztikailag nem volt teljesen meggyőző az összefüggés, az adatok arra utaltak, hogy férfi űrhajósok több mint háromszor nagyobb valószínűséggel fejlesztik ki a SANS-t női társaikhoz képest.
Agyi és szemészeti változások függetlensége
Egy váratlan eredmény volt továbbá, hogy nem találtak erős kapcsolatot az agyi szerkezeti változások és a SANS kialakulása között. Ez arra utalhat, hogy az űrutazás hatásai az agyra és a szemre eltérő biológiai mechanizmusokon keresztül érvényesülnek.
Korlátozások és jövőbeli irányok
A kutatók elismerték munkájuk bizonyos korlátait: bár ez egy viszonylag nagy mintán alapuló vizsgálatnak számít ebben a szakterületen, még mindig kicsinek mondható különösen női alcsoportra lebontva. Emellett egyes adatok különböző forrásokból származtak, így például MRI-vizsgálati paraméterek sem mindig voltak teljesen egységesek.
Ezek ellenére a tanulmány új perspektívát kínál arra vonatkozóan, hogyan befolyásolják egyéni tényezők az alkalmazkodást az űr mikrogravitációs környezetéhez.
Kitekintés: személyre szabott egészségvédelem az űrmissziókban
A jövőbeni kutatásoknak tovább kell építeniük ezeket a megfigyeléseket, különösen ahogy egyre több nő indul majd hosszabb távú küldetésekre. A nemek közötti különbségek mélyebb megértése lehetővé teheti személyre szabott védekező intézkedések kidolgozását annak érdekében, hogy megőrizzék az űrhajósok egészségét hold-, Mars- vagy akár távolabbi missziók során.
Továbbá annak felismerése, hogy a szemgolyó lapulása kulcsfontosságú indikátora lehet a SANS-nak, már most is fontos gyakorlati következményekkel bír: ezt kell elsődlegesen figyelni és diagnosztizálni az űrhajósok egészségügyi monitorozása során.
Források
A tanulmány címe: „Crewmember demographic factors and their association with brain and ocular changes following spaceflight”. A szerzők között szerepel Heather R. McGregor, Kathleen E. Hupfeld, Ofer Pasternak, Nichole E. Beltran, Yiri E. De Dios, Jacob J. Bloomberg, Scott J. Wood, Roy F. Riascos, Patricia A. Reuter-Lorenz és Rachael D. Seidler.