Как это работаетЧто происходит с телом в космосе

Условия, в которых живут люди на орбите, сильно отличаются от земных. Это приводит к тому, что основные системы организма человека начинают работать по-другому. Look At Me разобрался, как наше тело ведёт себя в космосе.

Пищеварительные процессы на орбите практически не отличаются от земных. Гравитация и наше положение в пространстве не влияют на то, как еда проходит через организм: всё-таки рыбы и змеи едят в горизонтальном положении, а летучие мыши вообще висят вниз головой. Мышцы желудочно-кишечного тракта постоянно сокращаются и расслабляются, проталкивая еду дальше по пути ото рта до кишечника. Еда, конечно, может попробовать подняться наверх, но это же происходит и на поверхности Земли, где мы с такими ситуациями обычно справляемся.

Микрогравитация — состояние, в котором ускорение, вызванное гравитацией, крайне незначительно, сама сила гравитации не изменяется.

Ещё одно испытание для нервной системы — условия микрогравитации. Мозг человека должен управлять конечностями в среде, где вертикальная ось тела больше не доминирует. На орбите нам становится сложнее делать хватательные движения: в невесомости легче промахнуться мимо нужного предмета, и это тоже вводит мозг в заблуждение. Мышцы двигаются по-новому и посылают в мозг сигналы, которые он не знает, как интерпретировать. В итоге центральная нервная система адаптируется к новым условиям, но на это может потребоваться до шести месяцев.

Иммунная система ведёт себя нестабильно и в обычных условиях человеческой жизни. Стресс, неправильное питание, плохой сон — всё это может её ослабить. В NASA выяснили, что во время долгосрочных космических полётов иммунная система космонавтов также меняется. Некоторые иммунные клетки снижают уровень активности, другие её повышают (при этом они распределяются по организму, как и на Земле). Всё это приводит к тому, что вирусы, которые скрывались в организме, начинают проявляться, но без симптомов заболевания. Помимо этого, космонавты начинают страдать от аллергических реакций, а их кожа покрывается сыпью.

Исследования NASA выявили и другую особенность поведения иммунной системы. Цитокины, информационные протеины, которые поставляют иммунным клеткам данные о вторжении патогена, изменяют своё количество и поведение. Поэтому иммунная система и путается: она то засыпает, то активизируется. Специалисты считают, что эти изменения могут происходить из-за радиации, микрогравитации, изменённых циклов сна и бодрствования.

Эндометриоз — распространённое гинекологическое заболевание, при котором клетки эндометрия (внутреннего слоя стенки матки) разрастаются за пределы этого слоя.

Многих интересует, как в десексуализированном пространстве космоса функционируют процессы, связанные с половой системой. В ранние годы космических программ, например, предполагалось, что менструации в космосе могут привести к нежелательным последствиям, поскольку в условиях микрогравитации жидкость может проникнуть в другие органы, вызвать боль и опасность эндометриоза. За десятилетия, которые женщины летают в космос, ни одной такой проблемы выявлено не было, однако это явление всё ещё считается неизученным.

Почти не изучен и вопрос зачатия в космосе (беременные люди на МКС не летают). Правда, эксперименты российских учёных на беременных крысах показали, что риск неправильного формирования костной ткани в условиях микрогравитации составляет от 13% до 17%, нервные сети полноценно формируются только в условиях нормального земного притяжения, это же касается и иммунной системы плода. Научная и профессиональная этика пока что не позволяет изучать развитие человеческого плода в космосе, поскольку риски для потенциальных космических матерей и детей слишком велики, но учёные понимают, что вопрос нужно исследовать, чтобы в будущем организовать полноценные космические путешествия.

Закаченный внутрь МКС воздух помогает космонавтам дышать без помощи каких-либо устройств, но человек дышит на орбите всё равно не так, как на Земле. Учёные жалуются на то, что не хватает наблюдений за работой лёгких в космосе, но несмотря на это некоторые выводы о влиянии микрогравитации на дыхание всё-таки можно сделать. Основная проблема заключается в изменении кровообращения — целостность дыхательного процесса нарушается из-за неустойчивости движения крови в невесомости. Это приводит к тому, что респираторная система пропускает меньшие потоки воздуха, хотя это и не влияет на жизнеспособность организма. Из-за этого в количественном выражении уменьшается брюшной охват, но это не приводит к изменению паттернов дыхания.

Система кровообращения приспособлена к земной гравитации. Сердце расположено высоко по отношению к остальным органам, чтобы лучше снабжать кровью верхнюю часть тела и, конечно же, мозг. Но больше крови всё равно поступает в нижнюю часть тела и меньше — в верхнюю. В условиях микрогравитации всё тело получает кровь (и остальные жидкости) в равном количестве. Из-за этого ноги становятся худее, а голова увеличивается в размерах. Это сбивает с толку организм: мозг получает сигналы об избытке жидкости в верхней части тела, и поэтому почки начинают активно удалять жидкость из организма, и человек не испытывает чувство жажды. Такое поведение тела может привести к обезвоживанию, если космонавт не заставляет себя пить, даже когда ему этого не хочется.

В итоге организм приспосабливается, но после возвращения на Землю кровообращение сложно адаптируется к естественным условиям. Ещё одна проблема, связанная с кровью в космосе, — это возможность проводить операции открытого типа так, чтобы вся кровь просто не улетала из организма человека. Чтобы решить этот вопрос, в NASA разработали специальную коробку, в которую помещают повреждённую часть тела. Она наполнена физиологическим раствором, и это не позволяет организму терять жидкости.

Условия микрогравитации приводят к тому, что нагрузка на кости сводится к нулю. Многие кости, которым необходимо постоянное движение, его не получают. Из-за этого они становятся тоньше, поскольку кальций начинает выбрасываться в кровь. Долго находясь на орбите, некоторые люди теряют до 20% костной массы. В космосе это не доставляет неудобств, но после возвращения на Землю тело космонавта оказывается более хрупким. Почти то же самое происходит и с мышцами. Из-за уменьшения нагрузок (космонавту не нужно сопротивляться силе гравитации) мускулы постепенно атрофируются и истончаются. В результате снижаются силовые показатели и моторные способности, человек быстрее устаёт.

Исследование гормональных изменений во время космического полёта — очень сложный процесс. Причина не только в том, что эндокринология — далеко не до конца изученная область естественных наук. Эндокринологам сложно отличить влияние микрогравитации от влияния стресса во время взлёта, пребывания на орбите и посадки. К тому же не на ком проводить испытания и невозможно делать необходимое количество регулярных анализов.

Хотя кое-что об эндокринной системе во время пребывания в космосе известно. Например, по-другому работает гормон эритропоэтин, из-за чего у космонавтов чаще, чем у обычных людей, наблюдается анемия. Гормоны, связанные с положительными эмоциональными реакциями вроде допамина, почему-то активизируются. А из-за снижения физических нагрузок падает и чувствительность к инсулину, что может привести к непредсказуемым последствиям.

Человеческая кожа постоянно регенерируется. Иными словами, человек линяет. За счёт гравитации кусочки мёртвой кожи отделяются от тела человека и оседают на земле. В условиях микрогравитации процесс идёт похожим образом до момента отделения кожи от тела. Быстрее всего кожа изнашивается на ступнях, и, когда космонавты снимают носки, они в иных случаях могут выпустить в пространство космической станции целое облако хлопьев из отмершего эпидермиса. Это не только мерзко, но ещё и опасно для здоровья соседей по МКС. У других космонавтов чужая кожа может вызвать аллергию, поэтому важно, чтобы на станции была хорошо настроена система вентиляции.