Život na Mezinárodní kosmické stanici (ISS) je nejen fascinujícím dobrodružstvím, ale i náročnou zkouškou lidského organismu. Astronauti zde prožívají podmínky, které pozemšťan nikdy neokusí: mikrogravitaci, uzavřené prostředí, vysokou zátěž a neustálé ohrožení kosmickým zářením. Následující text přináší přehled nejčastějších zdravotních problémů, s nimiž se posádky na ISS potýkají.
Úvod
Pobyt na oběžné dráze vypadá na první pohled jako pohodové vznášení se v beztížném stavu s výhledem na naši modrou planetu. Astronauti se však musí vyrovnávat s celou řadou zdravotních rizik. Intenzivní fyzické cvičení k prevenci ztráty svalů a kostní hmoty, změněné proudění tělních tekutin či zvýšená radiace – to vše má vliv na jejich zdraví. Vesmírná stanice je navíc uzavřeným prostředím, což ovlivňuje jak mikrobiom astronautů, tak jejich imunitní systém.
Některé komplikace jsou spíše drobné, jako třeba ucpání nosu nebo drobné vyrážky, jiné mohou být závažnější a ohrozit samotnou misi – například poruchy zraku či potíže s pohybovým aparátem. V následujících mezikapitolách si přiblížíme, s jakými kategoriemi zdravotních obtíží se astronauti setkávají nejčastěji.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Dýchací potíže a změny mikrobiomu
Jedním z nejčastějších problémů jsou potíže s dýchacími cestami. Studie provedená mezi 24 astronauty zjistila, že více než polovina (55 %) z nich musela užít volně prodejné léky proti ucpání nosu nebo alergickým příznakům, a 38 % tak činilo opakovaně. Ve stísněném prostředí vesmírné stanice se mění i mikrobiom posádky. Některé studie naznačují, že mikroorganismy mohou cirkulovat mezi stanicí a astronauty, což může zvyšovat riziko infekcí. Zaznamenán byl například zvýšený výskyt bakterií rodu Staphylococcus, jež mohou způsobovat respirační onemocnění.
Muskuloskeletální poranění
Ačkoliv by se mohlo zdát, že beztížný stav eliminuje riziko úrazů, opak je pravdou. Astronauti na ISS musejí denně intenzivně cvičit, aby zabránili ztrátě svalové hmoty a odvápňování kostí. Studie ukazují, že právě tato vysoká fyzická zátěž může vést až k trojnásobnému nárůstu poranění během mise oproti době před letem a po něm. Nejčastěji se jedná o zranění kolen, která jsou vystavena mimořádné zátěži při odporovém tréninku na speciálních posilovacích zařízeních.
Kromě cvičení může ke vzniku úrazů přispět i běžná každodenní činnost v prostředí mikrogravitace. Pohyby, jež na Zemi provádíme automaticky, mohou ve vesmíru vyústit v nečekanou kolizi se stěnou modulu či vybavením stanice.
Problémy se zrakem (SANS)
Zrak je ve vesmíru kapitolou sám pro sebe. Častým jevem je tzv. Spaceflight-Associated Neuro-ocular Syndrome (SANS), který postihuje značnou část astronautů. Příznaky zahrnují otok zrakového nervu, zploštění oční koule a vznik tzv. choroidálních záhybů, jež vedou k poruchám vidění. Někdy se udává, že podobné potíže zaznamená až 40–60 % astronautů, podle některých průzkumů dokonce ještě více.
Za tyto změny může pravděpodobně souhra několika faktorů, například posun tekutin do horní části těla a zvýšený nitrolebeční tlak. Jelikož zrak hraje klíčovou roli při plnění úkolů na palubě stanice, jde o potenciálně závažné komplikace, jež si vyžadují neustálé sledování a vývoj ochranných opatření.
Zdroj: https://www.nasa.gov
Oslabený imunitní systém a další rizika
Imunitní systém se v prostředí mikrogravitace nechová tak, jak jsme zvyklí. U astronautů dochází k posunům v produkci cytokinů, což může zvyšovat náchylnost k infekcím a reaktivaci latentních virů (například herpesvirů). Výsledkem může být vyšší četnost vyrážek, alergických reakcí či dokonce vážnějších infekcí.
Další významnou výzvou je zvýšená radiace. Kosmické paprsky mohou poškozovat buňky a dlouhodobě zvyšovat riziko vzniku nádorových onemocnění. Ve studiích bylo zmíněno zvýšené riziko rozvoje některých nádorů, avšak míra rizika a závažnosti nádorů je stále předmětem intenzivního výzkumu.
Závěr
Zdravotní komplikace astronautů na palubě ISS lze považovat za jednu z hlavních překážek při plánování dlouhodobých vesmírných misí, například k Měsíci či Marsu. Mikrogravitace, vysoká fyzická zátěž, změněné rozložení tělních tekutin, oslabený imunitní systém nebo expozice kosmickému záření – to vše vytváří komplexní spektrum rizik, kterým musí kosmické agentury čelit.
Neustálý výzkum, vývoj nových technologií, cvičebních procedur, lékařských postupů a důsledné monitorování zdravotního stavu posádky jsou klíčové pro zajištění bezpečí těch, kdo se odváží opustit naši planetu. Každá drobná vyrážka, běžné nachlazení či změna zraku se totiž v podmínkách kosmického letu může stát mnohem vážnějším problémem, než by tomu bylo na Zemi. Přesto je právě ISS důkazem toho, že s pečlivou přípravou a neustálou podporou ze Země lze žít a pracovat ve vesmíru – a posouvat tak hranice lidských možností stále dál.
Zdroje, literatura:
Acharya, A., Brungs, S., Lichterfeld, Y., Hescheler, J., Hemmersbach, R., Bœuf, H., … & Sachinidis, A. (2019). Parabolic, flight-induced, acute hypergravity and microgravity effects on the beating rate of human cardiomyocytes. Cells, 8(4), 352. https://doi.org/10.3390/cells8040352
Burles, F. (2023). Neurocognitive adaptations for spatial orientation and navigation in astronauts. Brain Sciences, 13(11), 1592. https://doi.org/10.3390/brainsci13111592
Crucian, B., Babiak-Vazquez, A., Johnston, S., Pierson, D., Ott, C., & Sams, C. (2016). Incidence of clinical symptoms during long-duration orbital spaceflight. International Journal of General Medicine, 9, 383–391. https://doi.org/10.2147/ijgm.s114188
Cucinotta, F. (2014). Space radiation risks for astronauts on multiple international space station missions. PLOS ONE, 9(4), e96099. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096099
Dwivedi, G. (2024). Effects of dexamethasone and igf-1 on post-traumatic osteoarthritis-like catabolic changes in a human cartilage-bone-synovium microphysiological system in space and ground control tissues on earth. Frontiers in Space Technologies, 5. https://doi.org/10.3389/frspt.2024.1358412
Inglesby, D., Antonucci, M., Spampinato, M., Collins, H., Meyer, T., Schlosser, R., … & Roberts, D. (2020). Spaceflight-associated changes in the opacification of the paranasal sinuses and mastoid air cells in astronauts. JAMA Otolaryngology–Head & Neck Surgery, 146(6), 571. https://doi.org/10.1001/jamaoto.2020.0228
Lee, M., O’Rourke, A., Lorenzi, H., Bebout, B., Dupont, C., & Everroad, R. (2021). Reference-guided metagenomics reveals genome-level evidence of potential microbial transmission from the iss environment to an astronaut’s microbiome. iScience, 24(2), 102114. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.102114
Lecoq, P. (2023). Influence of microgravity on spontaneous calcium activity of primary hippocampal neurons… https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-3220173/v1
Mader, T., Gibson, C., Pass, A., Kramer, L., Lee, A., Fogarty, J., … & Polk, J. (2011). Optic disc edema, globe flattening, choroidal folds, and hyperopic shifts observed in astronauts after long-duration space flight. Ophthalmology, 118(10), 2058–2069. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2011.06.021
Martin, D., Lee, S., Matz, T., Westby, C., Scott, J., Stenger, M., … & Platts, S. (2016). Internal jugular pressure increases during parabolic flight. Physiological Reports, 4(24). https://doi.org/10.14814/phy2.13068
Meer, E., Grob, S., Antonsen, E., & Sawyer, A. (2023). Ocular conditions and injuries, detection and management in spaceflight. NPJ Microgravity, 9(1). https://doi.org/10.1038/s41526-023-00279-y
Morrison, M., Thissen, J., Karouia, F., Mehta, S., Urbaniak, C., Venkateswaran, K., … & Jaing, C. (2021). Investigation of spaceflight induced changes to astronaut microbiomes. Frontiers in Microbiology, 12. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.659179
Nelson, E., Mulugeta, L., & Myers, J. (2014). Microgravity-induced fluid shift and ophthalmic changes. Life, 4(4), 621–665. https://doi.org/10.3390/life4040621
O’Conor, D., Dalal, S., Ramachandran, V., Shivers, B., Shender, B., & Jones, J. (2020). Crew-friendly countermeasures against musculoskeletal injuries in aviation and spaceflight. Frontiers in Physiology, 11. https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00837
Rosenberg, M., Coker, M., Taylor, J., Yazdani, M., Matheus, M., Blouin, C., … & Roberts, D. (2021). Comparison of dural venous sinus volumes before and after flight in astronauts with and without spaceflight-associated neuro-ocular syndrome. JAMA Network Open, 4(10), e2131465. https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2021.31465
Sakharkar, A. & Yang, J. (2023). Designing a novel monitoring approach for the effects of space travel on astronauts’ health. Life, 13(2), 576. https://doi.org/10.3390/life13020576
Voorhies, A., Ott, C., Mehta, S., Pierson, D., Crucian, B., Feiveson, A., … & Lorenzi, H. (2019).
Study of the impact of long-duration space missions at the international space station on the astronaut microbiome. Scientific Reports, 9(1). https://doi.org/10.1038/s41598-019-46303-8
Wostyn, P., Winne, F., Stern, C., & Deyn, P. (2018). Dilated prelaminar paravascular spaces as a possible mechanism for optic disc edema in astronauts. Aerospace Medicine and Human Performance, 89(12), 1089–1091. https://doi.org/10.3357/amhp.5095.2018
Wotring, V. (2015). Medication use by u.s. crewmembers on the international space station. The FASEB Journal, 29(11), 4417–4423. https://doi.org/10.1096/fj.14-264838
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/03/iss036e035750.jpeg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/11/53222842707-ede2f314a8-o.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2023/03/iss036e006522.jpeg
