Sisu
Mikrogravitatsioon nõrgestab nii luud kui lihaseid. Mõjud on omavahel seotud, kuna lihaste nõrgenemine kiirendab luu nõrgenemist. See võib jätta astronaudid pikaajalise lihaste ja luude kaotuse alla. Mikrogravitatsiooni mõju mõistmine astronautide luudele ja lihastele ning loodetavasti nende vastu võitlemine on kosmosereisil kriitiline väljakutse.
Lihaste tugevus
Mikrogravitatsioon nõrgestab lihaseid mitmel viisil, mida uuriti 2003. aastal Itaalias Udine ülikoolis. Umbes 240 päeva pärast kosmoses langeb astronautide kogujõud umbes 70 protsendini nende lähtejõust. Inimese lihastel on kahte tüüpi lihaskiude, mida mõjutatakse pisut erinevalt, ehkki mõlemad nõrgenevad. Aeglaselt tõmbuvad kiud nõrgenevad umbes samas tempos kui kogu tugevus. Kiiresti tõmbuvad lihaskiud atroofeeruvad veelgi kiiremini ja umbes kuue kuu pärast on umbes 45 protsenti nende lähtejõust. See jätab astronautide lihased oluliselt nõrgenenud. Kummalisel kombel tundub lihaste kaotus kõige radikaalsemalt ülakehas, luuhõrenemine kipub aga kõige tõsisemaid tagajärgi tekitama alakehas.
Luude kaotus
Mikrogravitatsioon põhjustab osteopeenia, luutiheduse vähenemist, mis on seotud osteoporoosiga. Tegelikult ütles dr. Jay Shapiro, Riikliku Kosmose Biomeditsiinilise Uurimise Instituudi luu-uuringute meeskonna juhataja, "et selle probleemi (probleem) ulatus on viinud NASA selleni, et luuhõrenemine on laiendatud kosmoselendude loomupärane oht". Selle probleemi peamine komponent on aktiivsus rakutasandil. Normaalsetes tingimustes lõhustab osteoklastideks nimetatud rakukomplekt luud teineteisest lahti, samal ajal kui teist tüüpi luurakud - osteoblastid - loovad samal ajal uue luu. Osteoblastid reageerivad aga stressile, luues luu sinna, kuhu keha seda surub. Kosmoses tunnevad luud väga vähe stressi, kuna gravitatsioon ei tõmba luid ja nõrgenenud lihased panevad luudele vähem stressi. See põhjustab vana luu rebenemise ja uue luu ehitamise protsessi sünkroonist väljalangemise, mille tulemuseks on luude nõrgenemine. Kuid näivad, et ka muud tegurid aitavad seda teemat kaasa aidata. Näiteks kipub keha mikrogravitatsiooni käigus tekitama vääralt moodustunud kollageenikiude, mis aitab kaasa luu tervise halvenemisele.
Mikrogravitatsiooni sümptomid
Kliinilisel tasandil põhjustavad need muutused luus ja lihastes astronautidele palju probleeme. Luukaotus on kõige tugevam keha alumises pooles, kus astronaudid võivad kaotada 1–2 protsenti oma luumassist kuus, ehkki tundub, et see pikeneb kõige pikematel kosmoselendudel umbes 20 protsendi ulatuses luukoe kadumisel. Luu ja lihaste nõrgenemine meenutab lõppkokkuvõttes pikaajalise voodipuhkuse tagajärgi. Astronaudid vajavad aega, et oma lihaseid Maa gravitatsioonile uuesti kohandada. Lisaks koguneb veres kaltsium, kuna luud kaotavad massi. See soodustab astronautide neerukivide teket.
Terviseprobleemide vastu võitlemine
NASA käsutuses on nende tingimustega võitlemiseks mitu meetodit. Esiteks aitab kosmoses treenimine vähendada luude hõrenemist ja lihaste nõrkust. Äkiliste liigutustega plahvatusohtlike harjutuste lisamine võib treeningutest saadavat kasu mikrogravitatsiooni halvimate mõjude ärahoidmiseks veelgi suurendada. Samamoodi võib tsentrifuugis treenimine vähendada veelgi mikrogravitatsiooni pikaajalist mõju ja aidata tugevdada südame lihaseid. Lisaks on astronautide toitumise muudatused näidanud tõotust vähendada mikrogravitatsiooni mõju luudele ja lihastele. Lõpuks on NASA hakanud katsetama ravimite kasutamist luukaotuse vastu võitlemiseks. Täpsemalt, NASA on asunud välja andma astronaute bisfosfonaati - ravimit, mida kasutatakse Maal osteoporoosi raviks ja ennetamiseks. Teadlased loodavad, et luu hõrenemise mikrogravitatsiooni mõistmine võib tähendada inimeste paremat ravi maa peal luuhaigustega nagu osteoporoos.