Student Politechniki Krakowskiej może przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa zdrowotnego astronautów. W ramach amerykańskiego programu „Andromeda” pracuje nad metodami przeciwdziałania demineralizacji kości w warunkach mikrograwitacji.
Program „Andromeda” to inicjatywa międzynarodowej organizacji non-profit Deep Space Initative (DSI). Została założona w 2021 roku przez Sarę Sabry, pierwszą astronautkę pochodzącą z Afryki. Działa z misją zwiększenia dostępności nauki o kosmosie, realizując założenie, że kosmos należy do całej ludzkości i nie powinien być zarezerwowany tylko dla wybranych. Wokół inicjatywy DSI skupieni są eksperci z całego świata: od inżynierów po prawników, a wśród doradców są specjaliści z NASA. Udział naukowców w programach badawczych DSI ma charakter wolontariatu. Inicjatywa nie jest nastawiona na zysk. Zebrane fundusze inwestuje m.in. w programy badawcze, przeprowadzenie praktycznych eksperymentów z użyciem obliczeń wypracowanych w swoich zespołach czy testowanie opracowanych koncepcji rozwiązań w warunkach symulujących te panujące w przestrzeni kosmiczne.
W programie tym bierze udział także Kacper Odziomek, student biotechnologii przemysłowej na Politechnice Krakowskiej. Jest jedynym Polakiem uczestniczącym w tym przedsięwzięciu. Wspólnie z badaczami z Kanady, Stanów Zjednoczonych i Austrii pracuje w zespole „Osteonautica”, którego celem jest stworzenie koncepcji nowych środków przeciwdziałających demineralizacji kości u astronautów spowodowanej przedłużoną ekspozycją na mikrograwitację.
– Projekt ma charakter teoretyczny i analityczny. Kompletuję i analizuję dostępne wyniki badań medycznych, wykonuję obliczenia lub symulacje komputerowe, a następnie zaproponuję wnioski i rozwiązania z obszaru terapii bioregeneracyjnych z wykorzystaniem między innymi farmakoterapii – tłumaczy Kacper Odziomek.
Przedłużona ekspozycja na mikrograwitację może negatywnie wpływać na układ mięśniowo-szkieletowy astronautów, a w szczególności powodować utratę masy kostnej, minerałów kostnych, przedwczesną osteoporozę, a także zwiększać podatność na złamania po misji. W wyniku przedłużonej ekspozycji na mikrograwitację zwiększa się również ryzyko kamicy nerkowej. Zaburzona homeostaza wapniowa może stanowić bezpośrednią przyczynę powstawania kamieni nerkowych, a kolka nerkowa jest realnym zagrożeniem dla całej załogi.
– Zmiany te wynikają przede wszystkim z braku obciążenia, słabej wydajności mięśni, zmniejszonej ogólnej hydrodynamiki i utraty gradientu ciśnienia hydrostatycznego. Ważną rolę odgrywają również predyspozycje genetyczne – wyjaśnia Kacper Odziomek. – Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej odnotowano spadek gęstości kości wynoszący ok. 1–1,5% na miesiąc. A po zakończeniu misji układ kostny regeneruje się najdłużej ze wszystkich. Obecnie główny środek zaradczy stanowią treningi fizyczne wykonywane do 2 godzin dziennie przez 6 dni w tygodniu na bieżni, ergometrze i ARED, odpowiednio zbilansowane i różnorodne posiłki oraz niekiedy farmakoterapię bisfosfonianami.
Skuteczność tych metod jest zróżnicowana w zależności od osoby. Przykładowo, tylko 15–18% załogi wraca z zachowaną siłą i wytrzymałością kolan, a ponad połowa traci więcej niż 10% pierwotnej sprawności.
– Bisfosfoniany, choć hamują resorpcję, to nie pobudzają tworzenia nowej kości, a przy przedłużonym podawaniu rośnie ryzyko martwicy żuchwy i nietypowych złamań trzonu kości udowej. Doustne bisfosfoniany mogą powodować podrażnienia przewodu pokarmowego i niespecyficzną absorpcję związków zawartych w pożywieniu, co sprawia, że są one mniej atrakcyjnym rozwiązaniem do stosowania w surowych warunkach kosmicznych, gdzie wybór pożywienia jest ograniczony – mówi Kacper Odziomek, który zajmuje się innowacyjnymi technologiami kosmicznymi działając również w Polskim Towarzystwie Astrobiologicznym.
Ponieważ medycyna personalizowana będzie mieć kluczowe znaczenie dla dalszego rozwoju eksploracji kosmosu, nowe metody wspierania bezpieczeństwa zdrowotnego astronautów będą wykorzystywać różne dziedziny nauki: biologię, genetykę, biotechnologię czy bioinformatykę. W tym właśnie celu organizatorzy programu „Andromeda” stworzyli szeroką koalicję naukową wybitnych specjalistów z różnych zakątków świata.
źródło: PK
Ładny kitel i gustowne rękawiczki.
Kiedy miliony ludzi umierają co roku z głodu na naszym pięknym i zasobnym świecie, leczenie dolegliwości astronautów wydaje się wyzwaniem nader istotnym. Polska nauka potrafi ;-)