メガネを必要とする宇宙飛行士が、なぜ国際宇宙ステーションから戻ってくるのですか？目の問題は、過去3〜4年間の宇宙ステーション科学で発生した最大の問題の1つで、宇宙飛行士の20％が影響を受けています。ジョンソン宇宙センターの栄養生化学研究所を率いるスコット・スミスは、宇宙飛行士事務所がこの問題を真剣に受け止めていると指摘しました。
これは、長時間の滞在が健康をどのように変えるかの一例です。 NASAの最善の努力にもかかわらず、宇宙飛行士が宇宙ステーションで半年間過ごした後、骨と筋肉が弱まり、数ヶ月のリハビリが必要になります。しかし、近年、微小重力が人体に何をするか、そしてそれをどのように修正するかを理解するのに大きな進歩がありました。
たとえば、ビジョンの問題を考えてみましょう。医師は、頭部の体液移動が増加すると、視力に影響を与える目の奥のスポットである視神経への圧力が増加すると考えていました。これに影響を与える可能性があるいくつかの事柄があります：
- 運動。宇宙飛行士は、国際宇宙ステーションでの毎日の運動に2.5時間を割り当てるように指示されています。これは、セットアップと移行が考慮された後、約1.5時間の活動に相当します。重量挙げは筋肉を圧迫し、より多くの血液を頭に押し込む可能性があります。 NASAは、前任者よりも強力な高度な抵抗運動装置を宇宙ステーションに設置しましたが、おそらくこれも視力の問題を引き起こしていると、スミス氏は述べています。 「私たちが筋肉や骨を動かすために興奮している運動器具が目を傷つける可能性があるのは皮肉なことです。」
- CO2レベル。スミス氏によると、このガス（人間が息を吐くと自然に発生する）は、宇宙ステーションでは「比較的高い」。 「二酸化炭素曝露の増加はあなたの頭への血流を増加させます」と彼は言った。これが原因であることが判明した場合、NASAはステーションのCO2レベルを削減するための変更を行う準備ができていると付け加えました。
- 葉酸（ビタミンB）の問題。NASAがこの問題の調査を開始する前から収集された一連の血液および尿データのうち、炭素単位をある化合物から別の化合物に移動する体内の生化学的（栄養素）経路を調べていました。これは、DNAの合成やアミノ酸の作成に重要であり、いくつかのビタミンや栄養素が関与しています。科学者が葉酸（ビタミンBの一種）の変化に気づき始めた後、さらに調査したところ、この1つの炭素経路の中心にあるアミノ酸の一種であるホモシステインに関して興味深いことがわかりました。ここに掲載されているように、飛行後の視力に問題のある宇宙飛行士は、飛行前の血中ホモシステインのレベルが高い（異常ではない）ことがわかりました。
「推測ではありますが、この経路の遺伝的違いが、頭への血流に影響を与えるものに対するあなたの反応を何らかの形で変える可能性があると私たちは考えています」とスミス氏は述べた。
視覚の問題に対する遺伝的素因のこれらの本質的に「状況に応じた」証拠を見つけた後、彼らは1つの炭素代謝に関連する遺伝子を調べる実験を提案しました。 「この問題の重要性を理解するために、私たちは宇宙ステーションに飛んだ、または宇宙ステーションに飛ぶすべての乗組員に行きました。彼らに血液サンプルを提供して、1つの炭素代謝の遺伝子を調べるかどうか尋ねた」と彼は言った。 「私たちはそれを行うために72人の宇宙飛行士にアプローチし、70人の宇宙飛行士が私たちに血を与えました、これは前代未聞です。」
NASAは宇宙飛行士のビジョンで何が起こっているのかを突き止めようとしていますが、この機関は飛行中の骨密度の維持において実質的な進歩を遂げています。
私たちは、2008年の第18遠征中に設置され、最初に使用され、それ以来宇宙ステーションで使用されている軌道式重量挙げ装置である、高度な抵抗運動装置について述べました。これは、以前の暫定的な抵抗運動デバイス（iRED）に比べて大幅に改善されたもので、十分な抵抗を提供できなかったため、一部の宇宙飛行士はデバイスを「最大限に活用」でき、数週間または数か月の使用後に重量挙げの負荷をさらに増やすことができませんでした。
「私たちはステーションでiREDを飛ばし、ステーションでの骨量減少はミールでのそれと同じように見えました。つまり、利用可能な抵抗運動器具はありませんでした」とスミス氏は語った。しかし、それはロード機能が2倍のAREDで大幅に変わりました。乗組員は以前に比べてよりよく食べ、体重を維持し、ビタミンDのレベルが優れていました。この論文が示すように、最も驚くべきことに、彼らは骨密度を飛行前のレベルに維持しました。
私たちは骨をセメントのようなものであり、（少なくとも骨折するまで）不変であると考えていますが、実際には常に破壊され、再形成されている臓器です。軌道で体重をかけない場合など、分解が加速すると、骨密度が失われ、骨折のリスクが高くなります。
骨が負荷または重量がかかっていることを示す何らかの「シグナリング」に骨が依存しているように見えることを除いて、なぜ不明なのか。逆に、骨にもっと体重をかける場合-ウェイトが付いたバックパックを運ぶ場合-余分な体重に対応するためにスケルトンは徐々に大きくなります。
AREDが骨密度を維持していることはエキサイティングですが、問題は飛行前よりも速い速度で起こる2つのプロセス、つまり骨の分解と蓄積に身体が耐えられるかどうかです。スミス氏によると、これが骨の強度に影響を与えるかどうかを特定するには、さらに研究が必要であり、これは最終的にミネラル密度よりも重要なことです。栄養と運動も最適化され、骨の保存性がさらに向上します。
それは、スコットケリー（NASA）とミハイルコルニエンコ（ロスコスモス）が1年間連続して行う少数の人の1人となる、国際宇宙ステーションへの1年間のミッションで科学者が学ぶことに興奮していることの1つです。宇宙で。骨の「リモデリング」は6か月が経過しても横ばいにはなりませんが、おそらく1年に近づくでしょう。
スミス氏は、1990年代初頭から中期にかけての長期にわたるミールのミッション以来、健康データの質も向上していると指摘しました。骨の分解と形成の特定のマーカーは、その間に発見され、実装されたばかりでしたが、今日では、それらは一般的に医療で使用されています。その間と、NASAのMirデータがより短い期間のミッションからのものであるという事実の間に、スミスは彼が宇宙での年が科学者に何を伝えるかを見ることを本当に楽しみにしていると言いました。
これで、宇宙飛行士の健康に関する3部構成のシリーズが終わります。 2日前：なぜ人間の科学が宇宙でそんなに難しいのか。昨日：Zero Gでエクササイズをどのように機能させるのですか？
