A hosszú űrrepülések befolyásolják az űrhajós agy térfogatát

Régóta ismert, hogy az űrhosszabb időszakok látási problémákat okoznak az űrhajósokban. A Radiology folyóirat új tanulmánya szerint a hosszú távú űrutazás hatása szélesebb körű, ami agyi térfogatváltozásokat és az agyalapi mirigy deformációját okozhatja.

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) legénységének több mint fele számolt be látásmódjának változásáról az űr mikrogravitációjának hosszú távú kitettségét követően. A repülés utáni értékelés során a látóideg duzzanata, a retina vérzése és egyéb szemszerkezeti változások mutatkoztak.

A tudósok feltételezték, hogy az űrrepülés során az emelkedett koponyaűri nyomásnak vagy a fej belsejében lévő nyomásnak való krónikus expozíció hozzájárul ezekhez a változásokhoz. A Földön a gravitációs mező létrehoz egy hidrosztatikus gradienst, egy folyadéknyomást, amely állva vagy ülve fokozatosan növekszik a fejedtől a lábadig. Ez a nyomásgradiens nincs jelen az űrben.

"Ha mikrogravitációban van, akkor a folyadék, mint például a vénás vére, már nem gyűlik össze az alsó végtagok felé, hanem tovább oszlik előre" - mondta Larry A. Kramer, a tanulmány vezető szerzője, a Texasi Egyetem Egészségtudományi Központja, Houston. Dr. Kramer tovább kifejtette: "Ez a folyadék mozgása a feje felé lehet az egyik olyan mechanizmus, amely változásokat okoz, amelyeket a szemben és a koponyaűri rekeszben észlelünk."

A további információk érdekében Dr. Kramer és munkatársai agyi MRI-t végeztek 11 űrhajóson, köztük 10 férfin és egy nőn, mielőtt az ISS-be utaztak volna. A kutatók egy nappal az űrhajósok visszatérése után, majd az azt követő év folyamán több időközönként MRI-vizsgálatokat követtek.

Az MRI eredmények azt mutatták, hogy a hosszú ideig tartó mikrogravitációs expozíció tágulásokat okozott az űrhajósok kombinált agy- és cerebrospinalis folyadék (CSF) térfogatában. A CSF az a folyadék, amely az agy és a gerincvelő üreges terében és környékén áramlik. Az összesített mennyiségek az egy év utáni repülés során magasak maradtak, ami állandó változásra utal.

"Amit azonosítottunk, amit korábban még senki sem azonosított, az az, hogy az agy fehérállományának térfogata jelentősen megnő az előrepüléstől az utólagos repülésig" - mondta Dr. Kramer. "A fehérállomány terjeszkedése tulajdonképpen az agy és a cerebrospinalis folyadék együttes mennyiségének legnagyobb növekedését okozza a repülés után."

Az MRI az agyalapi mirigy változását is kimutatta, amely egy borsó méretű szerkezet a koponya tövénél, amelyet gyakran "fő mirigynek" neveznek, mivel ez szabályozza a test számos más mirigyének működését. Az űrhajósok többségének az agyalapi mirigy deformációjának MRI-bizonyítéka volt, ami az űrrepülés során megemelkedett koponyaűri nyomásra utal.

"Megállapítottuk, hogy az agyalapi mirigy elveszíti a magasságát és kisebb az utólagos repülés, mint az előrepülésnél volt" - mondta Dr. Kramer. "Ezenkívül az agyalapi mirigy kupolája az űrhajósokban túlnyomórészt domború, előzetes mikrogravitációs expozíció nélkül, de laposodást vagy konkáv utólagos repülést mutat. Ez a fajta deformáció összhangban áll az emelkedett koponyaűri nyomásnak való kitettséggel."

A kutatók a repülés utáni térfogatnövekedést is megfigyelték átlagosan az űrhajósok laterális kamráiban, az agy CSF-t tartalmazó terében. Az összeredmény azonban nem tekinthető az egészséges felnőttek körén kívül. A változások hasonlóak voltak azokhoz az emberekhez, akik hosszú ágyi pihenést töltöttek kissé lefelé hajtott fejjel a mikrogravitációban a folyadék elmozdulását szimuláló kutatások során.

Ezenkívül megnövekedett a CSF áramlásának sebessége az agyi vízvezetéken, egy keskeny csatornán, amely összeköti az agy kamráit. Hasonló jelenséget tapasztaltak a normál nyomású hydrocephalusban is, olyan állapotban, amelyben az agy kamrai rendellenesen megnagyobbodtak. Ennek az állapotnak a tünetei: járási nehézség, hólyagszabályozási problémák és demencia. A mai napig ezekről a tünetekről nem számoltak be az űrhajósok az űrutazás után.

A kutatók a mikrogravitáció hatásainak ellensúlyozását vizsgálják. A mérlegelt egyik lehetőség a mesterséges gravitáció létrehozása egy nagy centrifuga segítségével, amely akár ülő, akár fekvő helyzetben képes megpörgetni az embereket. Szintén vizsgálják az alsó végtagokra gyakorolt negatív nyomás alkalmazását a mikrogravitáció miatti folyadék elmozdulásának ellensúlyozására.

Dr. Kramer szerint a kutatás nem űrhajósoknak is alkalmazható.

"Ha jobban megértjük azokat a mechanizmusokat, amelyek a kamrák megnövekedését okozzák az űrhajósokban, és megfelelő ellenintézkedéseket fejlesztenek ki, akkor ezek a felfedezések némelyike a normál nyomású hydrocephalusban szenvedő és más kapcsolódó állapotokban szenvedő betegek javát szolgálhatja" - mondta.