Yeni bir çalışma, 13 astronotu izleyerek insan kalbinin Mars yolculuğu için şaşırtıcı derecede iyi donanımlı olabileceğini, özellikle uzay uçuşu sırasında düzenli egzersiz yapılmasıyla birlikte öne sürüyor. Araştırmacılar, astronotların kalplerinin aylarca süren ağırlıksızlığa uyum sağladığını ve simüle edilen Mars yerçekimini büyük sorun yaşamadan tolere ettiğini buldu; bu durum Kızıl Gezegen'e yönelik gelecek görevler için yeni bir umut sunuyor.
Mars'a bir yolculuk, insan kalbi açısından bilim insanlarının bir zamanlar korktuğundan daha az zorlayıcı olabilir. Yeni bir çalışma, astronotların aylarca süren ağırlıksızlığa son derece iyi adapte olabildiğini öne sürüyor ve bu da insanların Kızıl Gezegen'e olan uzun yolculuğu kaldırabileceği ve daha zayıf yerçekimi altında işlev görebileceği yönünde cesaret verici kanıtlar sunuyor.
Northwestern Medicine, UT Southwestern ve UT Houston'dan araştırmacılar, Uluslararası Uzay İstasyonu'nda yaklaşık altı ay geçiren 13 astronotun kalplerini izledi. Bulgular, uzay uçuşunun başlangıçta kalp performansını etkilediğini gösterse de astronotların zamanla uyum sağladığını ortaya koydu; kardiyovasküler sağlıklarını korumada yoğun günlük egzersizin önemli bir rol oynadığı görüldü.
NASA'nın insanları Mars'a gönderme konusundaki en büyük endişelerinden biri, astronotların kalplerinin ve dolaşım sistemlerinin, uzay uçuşunun ağırlıksız koşulları olan mikrograviteden ayrılıp Dünya'nınkinden yaklaşık üçte biri kadar güçlü olan Mars yerçekimiyle karşılaştığında nasıl tepki vereceği.
Olumlu bir şekilde, araştırmacılar astronotların Dünya'ya döndükten sonra simüle edilen Mars yerçekimine maruz kaldıklarında önemli kardiyovasküler zorlanma belirtileri göstermediğini buldu.
Çalışmanın kıdemli yazarı, Northwestern University Feinberg School of Medicine'de kardiyoloji bölümünde tıp profesörü Dr. James Thomas, "Bulgularımızla artık Mars'a geçebileceğimizi, oraya ulaşabileceğimizi ve Mars yüzeyinde gerçekten çalışabileceğimizi düşünmek için neden var" dedi.
Geçen ay Circulation dergisinde yayımlanan çalışma, uzun süreli uzayda kalmanın ardından kalbin simüle edilen Mars yerçekimine nasıl tepki verdiğini inceleyen ilk çalışma olma özelliğini taşıyor.
How Daily Exercise Protects Astronauts' Hearts in Space
Yerçekimi olmadan yaşamak insan vücudu için alışılmadık zorluklar yaratır. Dünya'da kalp kanı dolaştırmak için sürekli olarak yerçekimine karşı çalışırken, kaslar vücudun ağırlığını desteklemek zorundadır. Uzayda bu talepler önemli ölçüde azalır ve bu da kasların ve hatta kalbin kendisinin zamanla küçülmesine izin verir.
Yerçekimi olan bir ortama dönmek de zor olabilir. Daha önceki görevlerdeki astronotlar, inişten sonra ayakta dururken sık sık baş dönmesi veya hafif baş dönmesi yaşamıştır. Bu, yerçekiminin kanı alt vücuda çekmesi ve bazen kan basıncının ani düşüşüne neden olmasından kaynaklanır. Duruma ortostatik hipotansiyon denir. Sandra Bullock'un "Gravity" filminde Dünya'ya döndükten sonra sürünmesini gördüyseniz, fikri anlarsınız.
Ancak yeni çalışmadaki astronotlar bu geçişi genel olarak iyi yönetti; bunun nedeni muhtemelen görevleri boyunca zorlu egzersiz programlarını sürdürmüş olmalarıydı.
NASA'nın Egzersiz Karşı Önlemleri programının bir parçası olarak astronotlar günde iki saate kadar egzersiz yaptı. Rutinleri, kardiyovasküler sistemi güçlendiren 30 ila 45 dakikalık dayanıklılık antrenmanının yanı sıra kas kütlesini ve gücünü korumaya yardımcı olmak için 60 ila 75 dakikalık direnç antrenmanını içeriyordu.
Northwestern Medicine kardiyoloğu olan Thomas, "Ağırlıksız bir ortamda kas kütlesini ve kalp kütlesini kaybedersiniz çünkü yukarıda daha az çalışırsınız" diye açıkladı. "Havada süzülürsünüz ve ayağınızla küçük bir dokunuş yaparsınız ve arkadaşınıza merhaba demek için yol alabilirsiniz."
"Buna karşı koymak için uzayda egzersiz çok önemlidir" diye ekledi Thomas.
Heart Scans Reveal How the Body Adapts to Weightlessness
Uzun süreli uzay uçuşu sırasında kalpte neler olduğunu anlamak için araştırmacılar her astronotun görevi öncesinde, sırasında ve sonrasında ekokardiyogramlar topladı. Bu ultrason taramaları ses dalgalarını kullanarak kalbin hareketli görüntülerini üretir ve doktorların yapısını incelemesine ve kanı ne kadar etkili pompaladığını ölçmesine olanak tanır.
Uluslararası Uzay İstasyonu'nda astronotlar her birkaç haftada bir birbirleri üzerinde bu taramaları yapmaları için eğitildi. Kayıtlar Dünya'ya iletildi ve araştırmacılar görevler boyunca kalp fonksiyonundaki değişiklikleri izleyebildi.
Thomas, UT Southwestern Tıp Merkezi'nden Dr. Benjamin Levine ve UTHealth Houston'daki McGovern Tıp Fakültesi'nden Dr. Michael Bungo ile birlikte çalıştı.
"Uzay istasyonu Greenwich Ortalama Zamanı'nda çalıştığı için benim için tipik olarak saat 3 civarı olurdu" dedi Thomas. "Canlı gelen kayıtları izler ve görüntüleri iyileştirmek için astronotlara gerçek zamanlı olarak koçluk yapardım."
Taramalar, astronotların kalplerinin yeni çevreye ilk başta uyum sağlamakta zorlandığını ortaya çıkardı. Uzayda ilk iki hafta boyunca araştırmacılar kardiyak dolumda, atım hacminde ve kardiyovasküler performansın birkaç başka ölçüsünde düşüşler gözlemledi.
Kardiyak dolum, kalp atımları arasında kalbe giren kan miktarını ifade ederken, atım hacmi her kasılmayla dışarı pompalanan kan miktarını tanımlar. Her iki ölçüm de görevlerin başlarında azaldı; bu da astronotların kalplerinin geçici olarak her atımda daha az kan hareket ettirdiğini gösteriyor.
Ama değişiklikler kalıcı olmadı.
Astronotlar uzayda daha fazla zaman geçirdikçe kardiyovasküler sistemleri uyum sağladı. Kardiyak dolum ve atım hacmi kademeli olarak iyileşti ve fırlatmadan önce kaydedilen seviyelere yaklaştı.
Bu sonuçlar, özellikle astronotlar düzenli fiziksel aktiviteyi sürdürürse, kalbin uzun süreli ağırlıksızlığa erken ölçümlerin gösterebileceğinden daha etkili bir şekilde uyum sağlayabileceğini düşündürüyor.
Astronauts' Hearts Pass a Simulated Mars Gravity Test
Araştırmacılar ayrıca gelecekteki Mars görevleri için özellikle önemli bir soruyu yanıtlamak istedi: Aylarca ağırlıksız kaldıktan sonra bir astronot aniden yerçekimiyle karşılaştığında ne olur?
Mars, Dünya yüzey yerçekiminin yaklaşık %38'ine sahiptir. Bu, insanların Dünya'da deneyimlediğinden önemli ölçüde daha zayıf olsa da, aylarca uzayda süzüldükten sonra astronotların kalplerinin farklı çalışmasını zorlayacaktır.
Bu etkilerden bazılarını yeniden üretmek için araştırmacılar astronotlar Dünya'ya döndükten sonra simüle edilmiş bir Mars yerçekimi testi gerçekleştirdi.
Her astronot, yatar pozisyondan 22 derece yukarıya doğru eğildi. Bu duruş kanın alt vücuda kaymasına neden olarak Mars yerçekiminin dolaşım etkilerini taklit etti.
Sonuçlar cesaret vericiydi. Yaklaşık altı ay uzayda kaldıktan sonra astronotların kalpleri, simüle edilen Mars yerçekimi altında görevlerinden önce Dünya'da dik dururken gösterdikleri kadar iyi performans gösterdi.
Bu, uzay uçuşu sırasında kardiyovasküler formlarını koruyan astronotların, büyük kardiyovasküler zorluklar yaşamadan Mars'ın daha zayıf yerçekimine geçiş yapabilme kapasitesine sahip olabileceğini düşündürüyor.
Bulgular nispeten küçük bir astronot grubundan ve gerçek bir Mars inişinden ziyade bir simülasyondan gelse de, gelecekteki görevlerin planlanması için değerli kanıtlar sağlıyor.
Günlük egzersizin faydalarıyla birleştiğinde, kalbin ağırlıksızlığa uyum sağlama yeteneği ve simüle edilen Mars yerçekimine iyi tepki vermesi, insanları Kızıl Gezegen'e gönderme konusunda iyimser olmanın bir başka nedeni sunuyor.
Çalışmanın başlığı "Impact of Prolonged Spaceflight on Cardiac Structure and Function: An Exploratory Longitudinal Observational Study." Finansman National Space Biomedical Research Institute tarafından sağlandı (hibe NCC9-58), NASA (hibe NNJ04HH01A), IDP Foundation, Sandra Helton ve National Heart Foundation of Australia.
