Оказывается, космическая радиация не является причиной ухудшения состояния костей у астронавтов и космонавтов, работающих длительное время в условиях микрогравитации. Помощь ученым в понимание этого факта оказали лабораторные мыши. Исследование NASA, на грызунах, проведённое на МКС, выяснило, что основной причиной потери костной ткани в космосе стало отсутствие механической нагрузки. Результаты были получены в рамках самой продолжительной серии экспериментов с грызунами в невесомости Rodent Research, которое проводилось совместно с японским космическим агентством JAXA. Полученные данные указывают на необходимость пересмотра подходов к защите здоровья астронавтов в длительных миссиях.
В эксперименте 37 мышей провели месяц на орбите, причем отдельные партии в разное время. Анализ их скелетов выявил значительную деградацию в зонах, которые на Земле выполняют несущую функцию. Бедренные кости грызунов, особенно области соединения с тазом и коленом, потеряли до 18% губчатой ткани, в то время как поясничный отдел позвоночника, не участвующий в поддержке веса, остался практически без изменений. Для контроля группа мышей на Земле прошла симуляцию стресса от запуска, но не подвергалась микрогравитации.
Если бы радиация или системные факторы доминировали, то было бы равномерное воздействие на скелет. Однако разрушение происходит избирательно, концентрируясь в точках, которые в обычных условиях испытывают максимальную нагрузку. Например, шейка бедра, защищённая плотным кортикальным слоем, потеряла до 25% внутренней губчатой структуры, что противоречит теории о влиянии радиации, которая должна воздействовать прежде всего на поверхностные слои.
Доза радиации, полученная мышами за 37 дней на МКС, оказалась в 10 раз ниже порога, вызывающего потерю костной массы в лабораторных условиях. Для достижения аналогичного эффекта от облучения грызунам пришлось бы находиться на станции 13 лет. Все это исключает радиацию как основной фактор.
Параллельные эксперименты на Земле показали, что даже при ограничении подвижности и без микрогравитации, мыши теряли плотность костей, но в 3–5 раз медленнее. У молодых особей, побывавших в космосе зафиксировано преждевременное окостенение бедренных костей и замещение хряща костной тканью до завершения роста, что потенциально ведёт к деформациям.
Для астронавтов это имеет критические последствия. Ежемесячная потеря 1–1,5% костной массы увеличивает риск переломов бедренных костей и позвоночника. Восстановление после полугодовой миссии может занять до 4 лет, а часть потерь становится необратимой.
Результаты заставляют пересмотреть подходы к противодействию этого процесса. Витамины или диеты не компенсируют отсутствие нагрузки. Эффективнее могут быть тренажёры, имитирующие земное притяжение, или устройства с сопротивлением, аналогичным поднятию веса.
Результаты этих исследований станут основой для новых технологий в рамках программ Artemis и Mars Exploration. NASA планирует испытать на МКС модифицированные беговые дорожки с жёсткими креплениями и «костюмы» с нагрузочными экзоскелетами. Параллельно изучается влияние микрогравитации на регенерацию костей при травмах, что также критически важно для миссий, где экстренное возвращение на Землю невозможно.
В конце данным исследованием было подтверждено, что долгосрочное пребывание в космосе требует не только защиты от радиации, но и воссоздания условий, при которых скелет продолжает работать как на Земле. Без этого освоение Луны и Марса может быть сопряжено с неоправданными рисками для здоровья экипажей.
#Космос #Международная_космическая_станция #Космические_исследования #Наука #Космические_полеты #астронавт #Космический_корабль #Космические_эксперименты