Серце здало іспит на Марс: пів року у невагомості не зламали головний м'яз астронавтів
Політ до Марса триватиме місяці, і весь цей час серце людини працюватиме без звичної гравітації. Лікарі роками боялися, що після такої подорожі воно просто не впорається з роботою на поверхні іншої планети. Нове дослідження показало: страхи були перебільшені, а головний м'яз людини вміє пристосовуватися значно краще, ніж вважалося.
Команда лікарів із Northwestern Medicine, Південно-Західного медичного центру Техаського університету та UTHealth Houston спостерігала за серцями тринадцяти астронавтів. Усі вони провели близько пів року на борту Міжнародної космічної станції. Результати роботи опублікував журнал Circulation.
Питання зовсім не академічне. Дорога до Марса в один бік займе багато місяців, і після прибуття екіпаж має одразу працювати: розвантажувати обладнання, готувати базу, виходити на поверхню. Якщо серце не витримає навіть слабкої марсіанської гравітації, уся місія опиниться під загрозою ще до початку справжньої роботи.
Спочатку серце здавало позиції
На Землі серце щосекунди працює проти сили тяжіння, перекачуючи кров угору, до голови. У невагомості це навантаження зникає, і м'язи разом із серцем починають слабшати просто від бездіяльності.
На попередніх місіях лікарі фіксували, що за тривалі польоти серце може помітно втрачати масу, а судини гірше реагують на зміну положення тіла. Саме тому повернення з орбіти для багатьох астронавтів починалося з обережних кроків і постійного медичного супроводу.
Те саме вчені побачили і на початку цих місій. У перші два тижні в астронавтів падали наповнення серця і ударний об'єм, тобто кількість крові, яку серце викидає за одне скорочення. Організм тимчасово перекачував менше крові за кожен удар.
Але тривало це недовго. Місяць за місяцем показники поверталися до передпольотних значень, і до кінця місії серцево-судинна система працювала майже так само впевнено, як на Землі.
Дві години спорту щодня
Пристосування не сталося саме собою. За програмою NASA астронавти тренувалися до двох годин на день: від пів години до сорока п'яти хвилин вправ на витривалість і понад годину силових занять. Так екіпаж зберігав і звичайні м'язи, і форму самого серця.
У невагомості людина втрачає м'язову і серцеву масу, бо працює значно менше, ніж на Землі, пояснив керівник дослідження доктор Джеймс Томас, професор медицини і кардіолог Northwestern Medicine. За його словами, саме регулярні тренування є вирішальними під час довгих космічних польотів.
Разом із Томасом над дослідженням працювали доктор Бенджамін Левін із Південно-Західного медичного центру і доктор Майкл Банго з медичної школи Макговерна. Команда вперше перевірила саме реакцію серця на змодельовану марсіанську гравітацію після тривалого перебування у космосі.
Стан сердець відстежували особливим чином. Астронавтів навчили робити ультразвукові дослідження одне одному просто на станції, кожні кілька тижнів. Записи передавали на Землю, де лікарі стежили за найменшими змінами і підказували екіпажу в реальному часі.
Іспит марсіанською гравітацією
Головне питання було іншим: що станеться, коли людина після місяців невагомості знову відчує тяжіння. На Марсі гравітація становить трохи більше третини земної, і цього досить, щоб кров знову потягнуло вниз, до ніг.
Саме через цей ефект астронавти після повернення на Землю часто скаржаться на запаморочення у вертикальному положенні, коли тиск раптово падає. Лікарі називають цей стан ортостатичною гіпотензією.
Щоб змоделювати марсіанські умови, після повернення астронавтів клали на спеціальне ліжко і нахиляли його під кутом, який змушує кров зміщуватися до нижньої частини тіла так само, як це сталося б на Марсі. Серця учасників упоралися з цим навантаженням так само добре, як у вертикальному положенні на Землі до польоту.
Це означає, що тренувальна програма, яку NASA відпрацьовувала роками, справді готує екіпаж до найризикованішого моменту польоту: переходу від невагомості до роботи в полі тяжіння іншої планети.
Тепер є підстави думати, що люди зможуть дістатися Марса, прибути туди і справді працювати на його поверхні, підсумував доктор Томас.
Вчені чесно нагадують про обмеження: учасників було лише тринадцять, а марсіанську гравітацію імітували на Землі, а не перевіряли справжнім польотом. Проте висновок корисний і для звичайної людини: серце слабшає без навантаження і відновлюється, коли навантаження повертається. Регулярний рух залишається найпростішим способом тримати головний м'яз у формі і на орбіті, і на Землі.