Podbój kosmosu od dziesięcioleci fascynuje ludzkość, jednak wraz z wydłużaniem czasu trwania misji pozaziemskich, naukowcy stają przed coraz bardziej złożonymi wyzwaniami biomedycznymi. Dotychczasowa wiedza na temat wpływu mikrograwitacji na ludzki organizm opierała się w dużej mierze na danych gromadzonych przez mężczyzn, którzy przez lata stanowili zdecydowaną większość załóg. Jednak w obliczu rosnącej liczby kobiet biorących udział w misjach na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) oraz planowanych lotach na Księżyc i Marsa, konieczne stało się precyzyjne zrozumienie, jak kobieca fizjologia reaguje na ekstremalne warunki panujące poza Ziemią. Najnowsze badania przeprowadzone przez zespół z Simon Fraser University (SFU) we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) rzucają nowe światło na niezwykle istotny aspekt zdrowia astronautek: mechanizmy krzepnięcia krwi w warunkach symulowanej nieważkości.
Punktem zwrotnym dla współczesnej medycyny kosmicznej był rok 2020. Podczas rutynowego badania ultrasonograficznego na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej u jednej z astronautek wykryto obecność zakrzepu w żyle szyjnej wewnętrznej. Było to odkrycie o tyle zaskakujące, że pacjentka nie wykazywała wcześniej żadnych niepokojących objawów. Incydent ten stał się katalizatorem dla badaczy, którzy postanowili sprawdzić, czy środowisko mikrograwitacji w unikalny sposób modyfikuje układ krzepnięcia u kobiet. Choć wiemy, że na Ziemi ryzyko zakrzepicy różni się u obu płci m.in. ze względu na wiek czy gospodarkę hormonalną, przestrzeń kosmiczna stanowi całkowicie nową zmienną w tym równaniu.
Aby zbadać te procesy bez konieczności wysyłania badanych na orbitę, zespół pod kierownictwem profesora Andrew Blabera wykorzystał model suchej imersji (ang. dry immersion). Jest to jedna z najbardziej zaawansowanych metod naziemnego symulowania wpływu nieważkości na ciało człowieka. W badaniu wzięło udział 18 zdrowych kobiet, które spędziły pięć dni w specjalnie zaprojektowanych wannach. Uczestniczki unosiły się w wodzie, oddzielone od niej jedynie ultracienką, wodoodporną folią, co eliminuje nacisk podłoża na ciało i wywołuje efekty fizjologiczne niemal identyczne z tymi, jakich doświadczają astronauci w przestrzeni kosmicznej.
Paradoks krzepnięcia: Wolniej, ale mocniej
Głównym narzędziem diagnostycznym użytym w badaniu była rotacyjna tromboelastometria (ROTEM). Jest to zaawansowana metoda pozwalająca na analizę całego procesu tworzenia się skrzepu w czasie rzeczywistym – od momentu inicjacji, poprzez jego wzrost, aż po stabilizację i ewentualny rozpad. Wyniki opublikowane na łamach prestiżowego czasopisma Acta Astronautica ujawniły fascynujący, choć niepokojący wzorzec u badanych kobiet.
Jak wyjaśnia główna autorka badania, Tiffany Stead, u kobiet poddanych mikrograwitacji zaobserwowano swoisty paradoks. Z jednej strony, czas potrzebny na rozpoczęcie procesu krzepnięcia uległ wydłużeniu. Z drugiej jednak strony, gdy proces ten już się zainicjował, skrzep formował się znacznie szybciej i charakteryzował się wyjątkowo wysoką stabilnością. Oznacza to, że powstała struktura była znacznie trudniejsza do naturalnego rozpuszczenia przez organizm. Co istotne, naukowcy przeanalizowali również poziom hormonów cyklu menstruacyjnego i stwierdzili, że nie miały one wpływu na zaobserwowane zmiany w krzepliwości, co sugeruje, że głównym czynnikiem sprawczym jest sama zmiana środowiska fizycznego.
Kluczem do zrozumienia zagrożenia jest fizyka płynów w ludzkim ciele. Na Ziemi grawitacja powoduje, że krew naturalnie gromadzi się w dolnych partiach ciała. Ewentualne zakrzepy najczęściej tworzą się w nogach, co daje lekarzom czas na interwencję, zanim fragment skrzepu oderwie się i dotrze do kluczowych organów. W kosmosie sytuacja ulega drastycznej zmianie. Brak przyciągania ziemskiego sprawia, że płyny ustrojowe przemieszczają się w stronę głowy.
„W środowisku mikrograwitacji krew gromadzi się w górnej części ciała, a w żyle szyjnej może dojść nawet do odwrócenia kierunku jej przepływu” – zauważa profesor Blaber. Stwarza to idealne warunki do powstawania zakrzepów właśnie w rejonie szyi. Jest to lokalizacja skrajnie niebezpieczna, ponieważ stamtąd zakrzep ma bardzo krótką drogę do serca, płuc czy mózgu, co w razie zatoru może doprowadzić do nagłego zgonu, zawału lub udaru – sytuacji ekstremalnie trudnych do opanowania w warunkach misji kosmicznej, tysiące kilometrów od najbliższego szpitala.
Przyszłość medycyny orbitalnej
Choć pięciodniowe badanie nie wykazało bezpośredniego zagrożenia życia u uczestniczek w tak krótkim czasie, dostarczyło bezcennych danych dla planowania wielomiesięcznych misji. Agencje kosmiczne już teraz wdrażają nowe protokoły bezpieczeństwa. Regularne badania ultrasonograficzne żył szyjnych stały się standardem na ISS, co pozwala na wczesne wykrywanie niepokojących zmian.
Zespół profesora Blabera nie poprzestaje na badaniach kobiet. Obecnie analizowane są dane porównawcze pochodzące od mężczyzn, co pozwoli na stworzenie pełnego obrazu różnic płciowych w reakcji na mikrograwitację. Wypracowanie skutecznych metod zapobiegania zakrzepicy – czy to poprzez odpowiednią dietę, suplementację, czy farmakologię – będzie kamieniem milowym na drodze do bezpiecznej eksploracji głębokiego kosmosu.