Sinh ra trong không gian. Tại sao nhà du hành liên sao không thể sống trên Trái đất

19:53, 12 Tháng Tư 2022
© Sputnik
/
Chuyển đến kho ảnh
Các quá trình sinh học trong môi trường không trọng lượng diễn ra theo cách khác so với Trái đất. Các cơ chế thích ứng trong cơ thể con người phải được xây dựng lại.
Sputnik
Các nhà khoa học Nga cố gắng tìm hiểu ở cấp độ phân tử liệu những thay đổi này có thể đảo ngược được hay không, và liệu con người có thể trở lại cuộc sống bình thường sau một chuyến bay dài vào không gian hay không.

Cuộc sống trong trạng thái không trọng lượng

Các yếu tố rủi ro chính trong không gian là bức xạ vũ trụ và môi trường không trọng lượng. Do quỹ đạo của Trạm vũ trụ Quốc tế ISS trùng với quỹ đạo tầm thấp, từ trường của Trái đất bảo vệ các nhà du hành vũ trụ khỏi bức xạ. Song, các nhà khoa học vẫn chưa học được cách tạo ra trường hấp dẫn nhân tạo.
Sau khi bay lên quỹ đạo, nhiều phi hành gia phàn nàn về những cơn đau đầu, chóng mặt, buồn nôn, mất phương hướng và giảm cảm giác thèm ăn. Đây là hội chứng thích ứng với không gian (SAS) hay còn gọi là bệnh vũ trụ, sau vài ngày mọi thứ sẽ biến mất. Nhưng không dễ dàng như vậy với việc thoát khỏi tình trạng teo cơ, khử khoáng xương, suy giảm thị lực và rối loạn tuần hoàn trong môi trường không trọng lượng.
Các phi hành gia mất tới 1,5% khối lượng xương mỗi tháng. Loãng xương chính là tình trạng cố hữu mà các phi hành gia luôn phải đối mặt khi thực hiện nhiệm vụ trong không gian suốt một thời gian dài. Mật độ xương tiếp tục giảm ngay cả sau một năm hiện diện trên trạm ISS. Các cơ cung cấp sự vừa khít của các đốt sống với nhau sẽ yếu đi, do đó chiều cao của phi hành gia tăng thêm 3 đến 5 cm.
Khi đang bay trên quỹ đạo, phi hành gia không cảm thấy điều này. Các vấn đề nảy sinh sau khi trở về Trái đất. Trọng lực “bẹp dúm” các đốt sống gây đau nhức, mỗi cử động đều khó khăn. Và phi hành gia ở trong tình trạng không trọng lượng càng lâu, thì anh ta càng khó trở lại cuộc sống bình thường trên Trại đất.

"Phục hồi chức năng là một quá trình lâu dài. Giai đoạn cấp tính kéo dài hai tuần, tối đa là ba tuần. Sau bảy đến mười ngày, phi hành gia có thể sống ở nhà, làm những việc bình thường, - nhà du hành vũ trụ Oleg Kotov, Phó Giám đốc Khoa học của Viện Nghiên cứu các vấn đề y sinh học (IMBP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cho biết. - Thời gian để hồi phục lại, để cơ thể hoàn toàn trở lại trạng thái sinh lý bình thường tùy thuộc vào các đặc điểm của từng cá nhân".

Nhà khoa học giải thích những vấn đề sức khỏe do tình trạng không trọng lượng có thể gây ra
7 Tháng Hai 2021, 03:14

Protein có thể làm thay đổi hoạt tính sinh học

Các nhà khoa học vẫn chưa biết điều gì sẽ xảy ra với cơ thể con người sau vài năm trong không gian, liệu con người có thể hồi phục lại hoàn toàn hay không. Các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu các vấn đề y sinh học (IMBP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga đang nghiên cứu vấn đề này.
Ở cấp độ phân tử, quá trình thích nghi với bất kỳ điều kiện bên ngoài nào ảnh hưởng chủ yếu đến thành phần các protein được tổng hợp. Tổng số protein được gọi là proteome.
Trong khoảng mười lăm năm nay, các nhà khoa học từ phòng thí nghiệm về protein của Viện IMBP, đứng đầu là Tiến sĩ Khoa học Y tế, Giáo sư Irina Larina, nghiên cứu các protein có trong chất lỏng sinh học của các phi hành gia: máu, nước tiểu, nước bọt, khí thở ra ngưng tụ.
Các nhà khoa học biết rõ mỗi loại protein có thể tác động như thế nào đối với cơ thể con người, nhờ đó họ có thể xác định quá trình nào bị ảnh hưởng. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm thấy các mục tiêu phân tử trong chuỗi biến đổi - những chất mà bằng cách tác động lên chúng, họ sẽ tìm cách ngăn chặn sự phá hủy xương và giảm khối lượng cơ bắp.

Thích nghi với cuộc sống trong tình trạng không trọng lực

Cô Irina Larina cho biết: "Toàn bộ quá trình tiến hóa của thế giới động vật đã diễn ra trong trường hấp dẫn trên Trái đất, vì thế cơ thể con người không thích nghi với tình trạng không trọng lượng. Nhưng, sau hơn một năm sống trong không gian, phi hành gia vẫn có vẻ khỏe mạnh khi về lại Trái Đất".

Cơ thể con người có khả năng thích ứng đáng kinh ngạc. Bệnh tật xảy ra khi các cơ chế bảo vệ gặp trục trặc.

"Trên Trái đất, loài người thể hiện tiềm năng thích ứng rất lớn. Con người đã làm chủ được tất cả các ngóc ngách sinh thái, các vùng khí hậu và độ cao. Vì vậy, chúng tôi tin rằng, con người có thể thích ứng với việc tăng hoặc giảm trọng lực. Các chuyến bay dài ngày vào vũ trụ đã khẳng định điều này", - Giáo sư Larina nhấn mạnh.

Sau 30 năm nữa, nhân loại sẽ cần gấp đôi lượng protein
9 Tháng Hai 2022, 20:04

Bệnh vũ trụ

Các nhà khoa học đã gợi ý rằng, để phản ứng với tình trạng không trọng lượng, cơ thể kích hoạt các phản ứng tương tự như phản ứng miễn dịch.

Giáo sư Irina Larina giải thích: "Chúng tôi nhận thấy rằng, phản ứng này thể hiện ở cấp độ tất cả các hệ thống: cơ bắp, xương, tim mạch, hô hấp, miễn dịch, bài tiết. Chúng tôi đã thấy rằng, những thay đổi diễn ra trong hệ thống miễn dịch để ức chế phản ứng viêm".

Cho đến nay, các nghiên cứu định lượng chỉ giới hạn ở các protein có chất đánh dấu. Trong tương lai, các nhà khoa học có kế hoạch tạo ra các tiêu chuẩn đồng vị cho tất cả các protein phản ứng với tình trạng không trọng lượng. Điều này không chỉ cho phép hiểu sâu hơn về các quá trình phân tử mà còn giúp phát hiện những đặc điểm riêng của mỗi nhà du hành vũ trụ, vì hóa ra, mỗi phi hành gia đều có một loạt các phản ứng thích ứng khác nhau đối với tình trạng không trọng lượng.

Định cư trong không gian

Trong môi trường vi trọng lực (microgravimetry), các gen tổng hợp các protein giống nhau. Tuy nhiên, sau đó, theo các nhà khoa học, những thay đổi hóa học xảy ra, và điều này thường ảnh hưởng đến các chức năng. Ví dụ, các nhà khoa học nhận thấy rằng, trên quỹ đạo nhiều protein có dạng oxy hóa nhiều hơn.

“Ví dụ, nếu trước chuyến bay một protein bị oxy hóa ở hai điểm, thì sau đó nó bị oxy hóa ở 10 điểm. Các phân tử giống nhau, nhưng có cấu trúc khác nhau, có nghĩa là chúng hoạt động theo cách khác nhau. Nhiệm vụ của protein là để truyền tín hiệu đến nơi nó gắn kết với tế bào nhận. Nếu protein được gấp lại theo một cách khác, nó sẽ không truyền bất cứ thứ gì hoặc sẽ truyền một tín hiệu khác", - Giáo sư Larina giải thích.

Ở mỗi con người lớn lên trên Trái đất, các quá trình sinh học phục hồi khá nhanh sau chuyến bay vũ trụ, nhưng, các nhà khoa học vẫn chưa biết điều gì sẽ xảy ra với những người sinh ra trong không gian.
Thí nghiệm trên chuột cho thấy rằng, trong không gian vũ trụ, việc thụ thai và mang thai ở động vật có vú diễn ra bình thường. Thí nghiệm cho ra đời các con chuột non khỏe mạnh, đây là những chú chuột con cùng loài. Nếu bị bỏ lại trong không gian, chúng sẽ làm phát sinh những thế hệ mới sinh ra trong môi trường không trọng lực. Nhưng, chúng khó có thể quay trở lại Trái đất hoặc sống trên một hành tinh khác.
Trong tình trạng không trọng lượng, máu, giống như mọi thứ khác, giảm trọng lượng. Ở động vật sinh ra trong không gian, trái tim không có các cơ tim cần thiết để hoạt động trong điều kiện trọng trường, các mạch máu rất mỏng.
Do đó, nếu trong tương lai con người lên đường thực hiện chuyến bay dài liên hành tinh và trên trạm vũ trụ có gia đình đa thế hệ, thì đó sẽ là con người khác - con người vũ trụ.
"Điện tín trong vũ trụ": thông điệp gửi người ngoài hành tinh mang nội dung mới
10 Tháng Tư 2022, 10:37
Khoa họckhông gianSức khoẻbệnhchuyên giaQuan điểm-Ý kiến
Thảo luận