.:: Neviditelný čert ::.

Astronauti mají potíže s vyprazdňováním a dochází u nich ke změně a fungování mozku

rubrika: Populárně naučný koutek

Člověk ještě není a nejspíš dlouho nebude jak fyzicky, tak psychicky připravený na delší pobyt ve vesmíru. Domnívám se, že ambiciózní představa začít v nejbližších letech budovat na Měsíci základnu, která se časem změní v město, se jen tak hned neuskuteční. Důvodů je několik. V tomto článku se budu věnovat zácpě a změně struktury a fungování lidského mozku.

Lucifer

Nová studie podporovaná NASA díky novému krevnímu testu odhalila, proč astronauti ve vesmíru často trpí zácpou a jak by to mohlo ovlivnit jejich zdraví při dlouhodobých misích na Mars a ještě dál. Zjištění také odhalují neočekávaný vedlejší účinek této „vesmírné zácpy“, který bude možná třeba vyřešit, než se lidé vydají na dlouhé cesty na Mars a ještě dál, uvádějí autoři studie.

Jakmile lidé začali žít ve vesmíru, ukázalo se, že je mezi hvězdami těžší vykonat „velkou potřebu“ než na Zemi – a to nejen kvůli tomu, jak složité je používat vesmírnou toaletu. Pro většinu astronautů je tato změna v zažívání jen nepříjemností, někteří však musí užívat projímadla, aby tento problém překonali. Tyto léky jsou běžně součástí zásob většiny vesmírných misí, včetně nedávné mise Artemis II.

Zácpa je podle NASA jedním z několika zažívacích problémů, s nimiž se astronauti potýkají, mezi něž patří také nadýmání, poruchy trávení a reflux. A stejně jako u většiny dalších zdravotních problémů, které mohou astronauty postihnout, vědci již dlouho předpokládají, že hlavní příčinou je mikrogravitace. Bylo však velmi obtížné tuto hypotézu prokázat nebo pochopit další účinky, které může chronická zácpa mít na celkové zdraví astronautů.

V nové studii podporované NASA, která byla zveřejněna 29. června v časopise Nature Communications, vědci analyzovali více než 400 krevních vzorků od 52 astronautů, z nichž každý strávil více než dva měsíce v kuse na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). K těmto pobytům došlo v letech 2006 až 2018. V krevních vzorcích tým hledal specifické metabolity – vedlejší produkty metabolických procesů, při nichž dochází k rozkladu potravy, léků a tkání v těle. Identifikovali 40 takových sloučenin, ale nejvýznamnější byly ty, které produkovaly střevní bakterie pomáhající rozkládat bílkoviny ve střevech.

Ve vzorcích krve astronautů pozorujeme změny, které naznačují, že střevní bakterie začínají fermentovat bílkoviny ve větší míře než obvykle. K tomuto jevu dochází během několika týdnů po příletu astronautů do vesmíru“ a může přetrvávat „až do jejich návratu na Zemi. K fermentaci bílkovin dochází, když střevní bakterie začnou rozkládat bílkoviny namísto své obvyklé preferované skupiny potravin, jimiž jsou komplexní sacharidy, jako je vláknina. K tomuto přechodu na bílkoviny může dojít i na Zemi, a to buď v důsledku nevhodné stravy, nebo zažívacích potíží, jako je syndrom líného střeva. Ve vesmíru je to však známkou něčeho jiného.

Nedostatek gravitace ve vesmíru pravděpodobně způsobuje, že se potravina střevem pohybuje pomaleji. To znamená, že vláknina má větší šanci na důkladné rozložení a střevní bakterie se nakonec místo toho zaměřují na bílkoviny. Tento pomalejší pohyb střev může „pomoci vysvětlit zácpu u astronautů. Vědci rovněž zjistili, že změny ve stravě astronautů – včetně upraveného příjmu kofeinu, ryb a tuků – mohou mít vliv na zácpu, jak informoval Space.com, sesterský web Live Science. Tento stravovací faktor však podle vědců představuje méně než třetinu pozorovaných změn metabolitů, takže hlavní příčinou zůstává mikrogravitace. Ačkoli není překvapením, že mikrogravitace je hlavní příčinou zácpy u astronautů, objev zvýšené fermentace bílkovin vyvolává některé nové obavy, které bude možná třeba řešit.

Produkty fermentace bílkovin jsou často spojovány s negativními zdravotními důsledky, jako jsou mimo jiné poškození ledvin, potenciální vliv na náladu nebo snížená schopnost soustředění. Pokud jde o zdraví střev, byly produkty fermentace bílkovin také spojovány se záněty a oslabením střevní sliznice. V krátkodobém horizontu představují tyto potenciálně škodlivé metabolity, včetně amoniaku a sirovodíku, pro celkové zdraví astronautů pravděpodobně jen omezené riziko. Dlouhodobé vesmírné lety – jako ty, které jednoho dne možná dopraví astronauty hlouběji do sluneční soustavy – by však mohly způsobit, že hladiny těchto sloučenin vzrostou na škodlivou úroveň, uvedli autoři studie.

Mezi taková opatření by mohla patřit strava bohatší na vlákninu, probiotické doplňky nebo podpora peristaltiky – vlnovitých svalových kontrakcí, které posouvají potravu, tekutiny a odpadní látky trávicím traktem – a to buď pomocí masáže, nebo léků. To by pomohlo omezit fermentaci bílkovin, a tím zajistit zdravé střevní prostředí a předejít negativním zdravotním důsledkům.

Vědci se domnívají, že další výzkum kosmické zácpy by mohl objasnit příčiny zvýšené fermentace bílkovin u lidí na Zemi, včetně pacientů s dlouhodobým lůžkovým režimem, kteří také často trpí zácpou. Není rovněž jasné, jak by dlouhodobé pobyty v podmínkách snížené gravitace, jaké zažijí budoucí obyvatelé připravované měsíční základny NASA, mohly ovlivnit fermentaci bílkovin ve střevech. (Současná studie se zabývala pouze krátkodobými pobyty na ISS.) Když plánujeme delší cesty do vesmíru – například na Mars –, mohou být zapotřebí opatření ke zmírnění negativních účinků vesmírných letů na střeva.

Mezi taková opatření by mohla patřit strava bohatší na vlákninu, probiotické doplňky nebo podpora peristaltiky – vlnovitých svalových kontrakcí, které posouvají potravu, tekutiny a odpadní látky trávicím traktem – a to buď pomocí masáže, nebo léků. Vědci se domnívají, že další výzkum kosmické zácpy by mohl objasnit příčiny zvýšené fermentace bílkovin u lidí na Zemi, včetně pacientů s dlouhodobým lůžkovým režimem, kteří také často trpí zácpou.

Pobyt v kosmickém prostoru představuje pro lidské tělo extrémní zátěž. Zatímco dopady mikrogravitace na svaly a kosti jsou známé už delší dobu, teprve nedávno se vědci začali podrobněji zabývat tím, co se děje s naším nejdůležitějším orgánem. Tým výzkumníků z University of Florida provedl detailní analýzu mozkových snímků třiceti astronautů, kteří absolvovali mise různé délky. Výsledky ukázaly něco překvapivého: mozkové komory se během pobytu mimo Zemi výrazně zvětšují. Tento efekt je viditelný už po relativně krátkých misích trvajících několik týdnů.

V pozemských podmínkách gravitace zajišťuje, že mozkomíšní mok proudí přirozeně od hlavy směrem dolů. Ve stavu beztíže se však tento systém dostává do nerovnováhy. Tekutina se hromadí v horních částech těla, což vede k redistribuci tlaků uvnitř lebky. Právě tato změna je zodpovědná za expanzi mozkových komor. Jedním z klíčových objevů je skutečnost, že mozek potřebuje značně dlouhou dobu k návratu do původního stavu. Analýza snímků pořízených po návratu astronautů na Zemi odhalila, že proces normalizace může zabrat až tři roky. To má zásadní důsledky pro plánování budoucích misí.

Zvláště zajímavé je zjištění, že pokud astronaut absolvuje další let do vesmíru dříve, než se jeho mozek plně zotavil z předchozí mise, nedochází k dalšímu výraznému zvětšení komor. Přestože strukturální změny jsou dobře zdokumentované, vědci stále nemají jasno v tom, jak tyto modifikace ovlivňují mentální výkon astronautů. Dosavadní testy neprokázaly jednoznačné zhoršení kognitivních funkcí, ale ani výrazné zlepšení.

Výzkumníci zaznamenali určité variace v rychlosti zpracování informací a v motorických dovednostech, ale tyto změny nejsou konzistentní napříč všemi účastníky studií. Každý jedinec reaguje na pobyt v kosmu individuálně, což komplikuje vytváření obecných závěrů. Cesta k Marsu by podle současných odhadů trvala minimálně šest až devět měsíců v jednom směru. Astronauti by tedy strávili v prostředí mikrogravitace více než rok, pravděpodobně i dva až tři roky, včetně pobytu na povrchu rudé planety a zpáteční cesty. Takto dlouhá expozice beztížnému stavu by mohla mít mnohem závažnější důsledky než mise na oběžnou dráhu Země.

Zdroje: