Кости тают в невесомости: месяц на орбите превращает тело в стеклянную хрупкость

Космос кажется местом свободы от земного притяжения, но для организма человека это серьёзный стресс. Одно из самых опасных последствий длительных миссий — потеря костной массы. Астронавты, проводящие месяцы на орбите, теряют до 1 % костной ткани в месяц, что в 10 раз превышает скорость развития остеопороза на Земле.

Исследование мышей, проведённое на борту Международной космической станции, позволило учёным НАСА и Космического института "Голубой мрамор" глубже понять природу этой угрозы.

Мыши в микрогравитации

37 дней на орбите оказались для грызунов серьёзным испытанием. Их бедренные кости были буквально пронизаны отверстиями, особенно в зонах соединения с суставами.

"Особое внимание уделяется бедренной кости, так как она выполняет основную функцию по поддержанию веса", — пояснили исследователи NASA.

Интересно, что поясничный отдел позвоночника мышей почти не пострадал, что указывает: больше всего разрушаются именно кости, которые на Земле испытывают основную нагрузку.

Что показало сравнение

Контрольная группа мышей оставалась на Земле, а ещё одна группа прошла имитацию полёта и стресса запуска. Однако у них разрушения оказались менее выраженными, чем у тех, кто находился в микрогравитации.

"Если бы радиация или системные факторы были главной причиной, изменения затронули бы весь скелет", — подчеркнули исследователи.

Разрушение началось изнутри костного мозга, а не снаружи, что исключает версию об ионизирующем излучении.

Сравнение факторов

Преждевременное старение костей

У молодых мышей, чьи кости ещё продолжали расти, наблюдалась преждевременная оссификация — хрящ превращался в кость раньше срока. Это ограничивало рост и замедляло развитие.

"Разрушения указывают на то, что микрогравитация вмешивается в естественное формирование скелета", — пояснил биоинженер Рукмани Кэхилл.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: полагаться только на диету.
  → Последствие: кости продолжают разрушаться.
  → Альтернатива: механическая нагрузка и тренировки.

• Ошибка: считать радиацию главным фактором.
  → Последствие: неверные методы защиты.
  → Альтернатива: акцент на имитации гравитации.

• Ошибка: игнорировать возрастные особенности.
  → Последствие: риск преждевременного старения скелета.
  → Альтернатива: индивидуальные программы для разных возрастных групп.

А что если…

А что если человек отправится в длительную миссию к Марсу? Потеря костной массы за годы полёта может оказаться необратимой, увеличив риск переломов и осложнив возвращение на Землю. Поэтому методы защиты необходимо отработать ещё на орбите.

Плюсы и минусы космических исследований

FAQ

Почему кости разрушаются в космосе?
Из-за отсутствия привычной нагрузки несущие кости начинают терять плотность.

Как быстро теряют кость астронавты?
До 1 % в месяц — в 10 раз быстрее, чем при остеопорозе на Земле.

Можно ли это остановить диетой?
Нет. Требуются физические нагрузки и устройства, имитирующие вес.

Мифы и правда

• Миф: кости портит радиация.
  Правда: основная причина — отсутствие нагрузки.

• Миф: позвоночник страдает сильнее всего.
  Правда: у мышей позвоночник почти не изменился, а бедренные кости разрушались.

• Миф: после возвращения кости полностью восстанавливаются.
  Правда: астронавты часто теряют плотность навсегда.

Три интересных факта

1. В моделях радиация давала эффект, эквивалентный 13 годам жизни на МКС, но у мышей на орбите дозы были минимальными.

2. Потеря костной массы у астронавтов сопоставима с ускоренным старением организма.

3. Это было самое продолжительное исследование грызунов в космосе.

Исторический контекст

Проблема потери костей в космосе известна ещё со времён первых длительных полётов. В 1970–1980-е годы космонавты "Салютов" и "Мира" теряли до 20 % плотности костей. Современные тренажёры лишь частично решают проблему.

Исследование НАСА, опубликованное в PLOS ONE, стало самым детальным анализом на животных. Теперь внимание учёных сосредоточено на разработке методов защиты: от новых тренажёров до биомедицинских решений.