Fiziološki rizici u toku svemirskih letova sa ljudskom posadom

Fiziološki rizici u toku svemirskih letova sa ljudskom posadom su skup psihosocijalnih faktora i uticaje životne sredine i tehničkih sistema na organizam posade svemirskih letelica i svemirskih stanica za vreme boravka i rada sa njima. Svemir je možda najveće „neprijateljsko“ okruženje za život ljudi koje se karakteriše; ekstremnim oscilacijama temperature, odsustvom atmosferskog pritiska i kiseonika, solarnim i galaktičkim kosmičkim zračenjem, i nultom gravitacijom. Sve ove promene za astronaute su izazovi sa kojim se u svemiru oni moraju suočiti, a za njihova tela fiziološki problemi, od kojih mnogi zahtevaju delimična ili potpuna rešenja kako bi se istovremeno omogućila održivost ljudskih života i istraživanja izvan zaštitnog okruženja Zemlje.^[1]

Opšta razmatranja[uredi | uredi izvor]

U ranim fazama ljudskog istraživanja svemira, u neprijateljskim uslovima, koji su vladali između pojedinih zemalja sveta, generalno je dominirala zabrinutost isključivo za tehnološka rešenja, dok je briga za zdravlje ili dobrobit istraživača (astronauta) često ograničavana na osnovne oblike sopstvenog preživljavanja. U drugoj polovini 20. veka nije se značajno odstupalo od ovog trenda i u oblasti vazduhoplovno kosmičkih istraživanja. Fokus u kosmičkim letovima sa ljudskom posadom je stavljan isključivo na razvoj pogonskih sistema, koji je trebalo da podignu letelicu i ljude u njoj izvan „kandži“ gravitacije Zemlje, a kosmička medicina uglavnom se bavila fiziološkim problemima a vrlo malo kosmičkom fiziologijom i vazduhoplovnokosmičkom preventivom.^[1]

Istraživanja u kosmičkoj fiziologiji znatno su više ograničena, nego u većini drugih oblasti medicine: visokim troškovima, malim brojem „pacijenata-kosmonauta“ (koji se više plaše rizika priprema), manjom tolerancijom za vrstu rizika i grešaka koje su, istorijski gledano, bile neophodne za razvoj medicinskog znanja, uopšte. Ova jedinstvena „kombinacija ograničenja“, diktirana potrebom za visoko robusnim biomedicinskim istraživačkim projektima i istovremeni zahtevi za sve brži razvoj kosmičkih letova - naročito u današnjim kosmičkim programima, počinje da razmatra i realizaciju dugoročnije ljudske ekspedicije izvan prostora Zemlje, do destinacije kao što je Mars. To je kosmičkoj medicini stvorilo i stvoriće nove „probleme“, jer i pored preko pet decenija kosmičkih letova sa posadom, naše razumevanje fizioloških promena tokom dugotrajnih misija je i dalje ograničeno, kao i saznanje o posledicama dugotrajnih letova kosmosom.^[1]^[2]^[3]

Brojna istraživanja sprovedena u svemirskom programu SAD, za sada priznaju, da su psihološki faktori ključni za očuvanje zdravlja, blagostanje, i sposobnost kosmičkih posada i veću sigurnosti i uspeh misija. Jer dok manjenje nekih sposobnosti tokom kratkih misija (7-12 dana) nije primećeno, za vreme dugotrajnih letova (> 4 meseca) otkrivena je sklonost kod kosmonauta za razvoja simptoma kumulativnnog zamor i astenije.^[4] Astenija se generalno karakteriše izraženim umorom, slabošću, emocionalnom labilnošću, razdražljivošću, i manjim poremećajem pažnje i pamćenja.^[4]

Problemi dugotrajnog boravka u svemiru[uredi | uredi izvor]

Dugotrajni kosmički letovi otkrivaju mnoštvo psiholoških, fizioloških, psihosocijalnih faktora i uticaje životne sredine i sistema koji dejstvu na posade za vreme rada sa njima. Brojna istraživanja sprovedena u svemirskom programu SAD, za sada priznaju, da su psihološki faktori ključni za očuvanje zdravlja, blagostanje, i sposobnost kosmičkih posada i veću sigurnosti i uspeh misija. Dok umanjenje nekih sposobnosti tokom kratkih misija (7-12 dana) nije primećeno, za vreme dugotrajnih letova (>4 meseca) otkrivena je sklonost kod kosmonauta za razvoja simptoma kumulativnnog zamor i astenije.^[4] Astenija se generalno karakteriše izraženim umorom, slabošću, emocionalnom labilnošću, razdražljivošću, i manjim poremećajem pažnje i pamćenja.^[4]

Za dugotrajnu ljudsku ekspediciju na Mars biće potrebno oko 2,4 godine, u koje ulazi šestomesečni let do crvene planete; oko 500 dana boravka na njegovoj površini; i 6 meseci putovanje, nazad na Zemlju.^[5] Skoro svi fiziološki problemi koje navodima u nastavku teksta ispoljiće se tokom ove misije. Počev, od izlaganja zračenju iznad zaštitnog magnetnog polja Zemlje, preko kardiovaskularnog i mišićnoskeletnog dekondicioniranja, do neurovestibularne i ortostatske netolerancije na Marsu i naklon sletanja na Zemlju. Preko 2,4 godine, akumulirani i interaktivni efekti ovih fizioloških problema mogu potencijalno biti pogubnija po astronaute (a time i samu misiju), čak i ako nema jasnih ili ozbiljnijih pojedinačnih incidenta koji se javljaju tokom trajanja misije^[6]^[7]^[8]

Da će fiziološki problemi nastaviti da se rešavaju u kosmičkim letovima ljudi sasvim je sigurno. Međutim, rešavanje kumulativni uticaj takvih promena, kroz stalno povećanje trajanja kosmičkih letova je daleko manje izvestno. Mnogo pažnje je dato kosmičkoj fiziologije u poslednjih nekoliko decenija, ali ostaje još mnogo toga da se uradi, a prepreke u novonastaloj oblasti biokosmonautike su obimne.^[9]

Letenje kosmosom karakteriše se ekstremnim temperaturama, mikrogravitacijom, solarnim i galaktičkim kosmičkim zračenjem, nedostatkom atmosferskog pritiska, kao i velikim brzim mikrometeoritima. Dok ovi faktori izazivaju niz fizioloških, biomedicinskih i po zaštitu životne sredine štetnih uticaja na kosmonaute, dugotrajni svemirski letovi su dodatna grupa štetnosti koje utiču na ekipnu sposobnost kosmonauta i njihovo zdravlje. Zato je pored spoznaje kosmičke medicine koja se bavi izučavanjem fizičkih i fizioloških štetnosti koje deluju na ljude u kosmičkim letelicama i njihovom okruženju, značajnu ulogu treba da imaju i nauke o ponašanju (npr, psihologija, etiologij ljudski faktora, sociologija, ergonomija) koje mogu pružiti podršku u kvalitetnijem očuvanju zdravlja posada u kosmosu.

Shodno tome paralelno sa kosmičkom medicinom, razvijaju se i nove oblasti i specijalnosti u okviru bihevioralne nauke, uključujući svemirsku psihologiju, kosmički humnu etiologiju, kosmičku ergonomiju i kosmičku sociologiju. Zdravstveni i medicinski stručnjaci koji se bave kosmičkom medicinom sigurno će imati koristi od istraživanja u ovim naučnim oblastima koje će zasigurno još više unaprediti njihov rad.

Primarni fiziološki rizici u toku svemirskih letova sa ljudskom posadom[uredi | uredi izvor]

Među najznačajnije primarne fiziološke rizike koi mogu delovati na organitam astronauta spadaju: neurovestibularni, kardiobaskularni i imunološki rizici, gubitak koštane mase, gubitak mišićne mase i izloženost zračenju.^[10]

Vrsta rizika	Opis promena
Kardivaskularni	Kardiovaskularna oštećenja Odgovor ortostatskim promenama na stres Pojava ozbiljnijih poremećaja srčanog ritma Slabljenje srčane funkcije Manifestacija ranije prisutnih asimptomatskih (skrivenih) kardiovaskularnih bolesti Izmenjen kardiovaskularni odgovor na stres izazvan vežbanjem
Gubitak koštane mase	Neaktivnošću izazvana osteoporoza Prelom i zarastanje prelomom izazvanih oštećenja Povrede mekog vezivnog tkiva, hrskavice u zglobovima, i ruptura međupršljenskog diska (sa neurološkim komplikacijama ili bez njih) Formiranje kamena u bubregu
Gubitak mišićne mase	Gubitak mišićne mase, mišićne snage i izdržljivosti Gubitak motornog upravljanja pokretima zbog promena u neuralnoj kontroli Sklonost povredama mišića Uticaj degenerativnih promena u mišićima, ili učestalijih povreda mišića, na druge sisteme, kao što su kosti i vezivno tkivo.
Neurovestibularni	Posleletna vrtoglavica na i po povratku iz kosmosa, kao posledica prethodne adaptacije na nultou gravitaciju, koju pogoršavaju pokreti glave u toku kretanja svemirske letelice i recipročna promena ubrzanja u fazi pristupa sletanju i rulanju na zemlji. Akutna kosmička bolest, uključujući i mučninu i povraćanje Posleletna neravnoteža, vrtoglavica, nestabilnost i vizuelni poremećaji^[11] Stjuartska prostorna dezorijentacija i problemi sa zadatim referencama, Simptomi hronične kosmičke bolesti, uključujući zamor, dezorijentaciju, smanjenu budnost, pospanost, gubitak motivacije, anoreksija, dehidraciju, i druge efekate Nepovratna oštećenja vestibularni funkcija nakon dugotrajnog izlaganja bestežinskog stanja, zračenju, ekološkim toksinima, stresu, izolaciji Imobilizacija
Izloženost zračenju	Karcinogeneze uzrokovana zračenjem Oštećenja centralnog nervnog sistema izazvana zračenjem Sinergistički efekti zračenja, sa mikrogravitacijom i drugim faktorima unutrašnje sredine letelice Rani ili akutni efekti dejstva zračenja Efekti zračenja na plodnost, sterilitet i hereditet
Imunološki	Imunodeficijencija/infekcija Karcinogeneze uzrokovana promenama u imunskom sistemu Izmenjene hemodinamske i kardiovaskularne funkcije uzrokovane oštećenjem komponenata krvi Poremećaj u zarastanju rana Izmenjena interakcija sa mikrobima Alergije i druge reakcije preosetljivosti

Izvori[uredi | uredi izvor]

^ ^a ^b ^v The Future of Human Spaceﬂight, Pristupljeno 5. 4. 2017.
^ John-Baptiste, A; Cook, T; Straus, S; Naglie, G; et al. Decision Analysis in Aerospace Medicine: Costs and Benefits of a Hyperbaric Facility in Space, Aviation, Space, and Environmental Medicine, Volume 77, Number 4, April (2006). str. 434-443(10)
^ DeGroot, D; Devine JA; Fulco CS; Incidence of Adverse Reactions from 23,000 Exposures to Simulated Terrestrial Altitudes up to 8900 m, Aviation, Space, and Environmental Medicine, Volume 74, Number 9, September (2003). str. 994-997(4) (jezik: engleski)
^ ^a ^b ^v ^g Myasnikov VI, Zamaletdinov IS. Psychological states and group interactions of crew members in flight: In Huntoon CS, Antipov VV, Grigoriev AI. Space Biology & Medicine, Humans in Spaceflight Book 2. Moscow: Nauka Press; 1996. (jezik: engleski)
^ G. R. Bonin, “Initiating Piloted Mars Expeditions with Medium-Lift Launch Systems”, JBIS, Vol. 58. str. 302-309, 2005.
^ M. Ephimia Morphew, “Psychological and Human Factors in Long Duration Spaceflight”, MJM 2001 6: 74-80, 2001.
^ Wiley J. Larson, and Linda K. Pranke, ed. “Human Spaceflight: Mission Analysis and Design”, McGraw-Hill Inc., 2005.
^ Lawrence J. Prinzel III, “Research on Hazardous States of Awareness and Physiological Factors in Aerospace Operations”, NASA Technical Memorandum 2002-211444, 2002.
^ (jezik: engleski) Grant Bonin, Physiological Issues in Human Spaceflight:Review and Proposed Countermeasures, Aerospace Structures, Systems and Vehicle Design Carleton University, Ottawa, ON. December 2005 [1] Arhivirano na sajtu Wayback Machine (13. jun 2015)
^ Adapted from the NASA Critical Path Roadmap and the National Space Biomedical Research Institute.
^ Soviet cosmonauts burnt their eyes in space for USSR’s glory PRAVDA.RU-17.12.2008, Pristupljeno 5. 4. 2017. (jezik: engleski)

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Description of space medicine Arhivirano na sajtu Wayback Machine (17. mart 2007) (jezik: engleski)

[Human_Spaceﬂight-1] v The Future of Human Spaceﬂight, Pristupljeno 5. 4. 2017.

[2] John-Baptiste, A; Cook, T; Straus, S; Naglie, G; et al. Decision Analysis in Aerospace Medicine: Costs and Benefits of a Hyperbaric Facility in Space, Aviation, Space, and Environmental Medicine, Volume 77, Number 4, April (2006). str. 434-443(10)

[3] DeGroot, D; Devine JA; Fulco CS; Incidence of Adverse Reactions from 23,000 Exposures to Simulated Terrestrial Altitudes up to 8900 m, Aviation, Space, and Environmental Medicine, Volume 74, Number 9, September (2003). str. 994-997(4) (jezik: engleski)

[Myasnikov-4] v ^g Myasnikov VI, Zamaletdinov IS. Psychological states and group interactions of crew members in flight: In Huntoon CS, Antipov VV, Grigoriev AI. Space Biology & Medicine, Humans in Spaceflight Book 2. Moscow: Nauka Press; 1996. (jezik: engleski)

[5] G. R. Bonin, “Initiating Piloted Mars Expeditions with Medium-Lift Launch Systems”, JBIS, Vol. 58. str. 302-309, 2005.

[6] M. Ephimia Morphew, “Psychological and Human Factors in Long Duration Spaceflight”, MJM 2001 6: 74-80, 2001.

[7] Wiley J. Larson, and Linda K. Pranke, ed. “Human Spaceflight: Mission Analysis and Design”, McGraw-Hill Inc., 2005.

[8] Lawrence J. Prinzel III, “Research on Hazardous States of Awareness and Physiological Factors in Aerospace Operations”, NASA Technical Memorandum 2002-211444, 2002.

[9] (jezik: engleski) Grant Bonin, Physiological Issues in Human Spaceflight:Review and Proposed Countermeasures, Aerospace Structures, Systems and Vehicle Design Carleton University, Ottawa, ON. December 2005 [1] Arhivirano na sajtu Wayback Machine (13. jun 2015)

[10] Adapted from the NASA Critical Path Roadmap and the National Space Biomedical Research Institute.

[11] Soviet cosmonauts burnt their eyes in space for USSR’s glory PRAVDA.RU-17.12.2008, Pristupljeno 5. 4. 2017. (jezik: engleski)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]