Приблизно за вісім хвилин, необхідних для того, щоб вивести людину з поверхні нашої планети на орбіту, її тіло стикається з нищівною силою тяжіння, якої нічого не відчуваєш на Землі. Вчені, які працюють із центрифугою великого діаметра Європейської космічної обсерваторії, зараз перевіряють, чи може цей масштабний запуск послабити мембрани клітин крові астронавта, піддаючи їх ризику розриву.
Якщо це виявиться правдою, це може допомогти пояснити, чому астронавти, як правило, страждають від «космічної анемії». Дослідження показують, що організм людини руйнує приблизно на 54 відсотки більше еритроцитів, подорожуючи в космос, ніж зазвичай на Землі, знижуючи доступність транспортерів заліза в крові.
Дослідники вважають, що саме тому астронавти часто відчувають втому, слабкість або запаморочення, коли повертаються до нормальної гравітації. Їхні клітини крові все ще відновлюються від життя в умовах мікрогравітації.
«Більшість існуючих досліджень проводилися в умовах мікрогравітації», — пояснює керівник групи Джорджина Чавес з болівійського Католіцького університету «Сан-Пабло» в Болівії.
«Ми подумали, що насправді астронавти під час космічного польоту проходять через дві великі фізичні зміни: щоб потрапити в стан мікрогравітації, вони спочатку переживають короткий, але інтенсивний період гіпергравітації. Тож ми вирішили дослідити наслідки, які ця початкова фаза може мати з точки зору того, що призводить до гемоліз у космосі пізніше».
Натхнення для дослідження прийшло у 2022 році, коли інша команда вчених виявила, що клітини крові можуть розриватися в умовах мікрогравітації та, можливо, сприяти космічній анемії. Чавес і її команда цікавилися, чи може щось подібне статися в умовах гіпергравітації, тож вони вирішили це з’ясувати. Їх експерименти включають 8-метрову центрифугу, що належить ESA і знаходиться в Нідерландах. Він може імітувати гіпергравітацію, яка до 20 разів перевищує гравітацію Землі.
Історично склалося так, що сила тяжіння в космосі в три-шість разів перевищує силу тяжіння Землі. Щоб імітувати такий досвід, Чавес і його колеги прив’язують до центрифуги людські червоні кров’яні клітини, залиті гіпотонічним розчином. Потім пристрій повертається до швидкості, яка імітує нормальну гравітацію на Землі, а також 7,5 і 15 гравітації Землі.
Кожен тест триває 10 хвилин, 30 хвилин або 60 хвилин. Потім клітини крові аналізують, щоб побачити, як вони живуть. Дослідження тривають, тому нам ще належить дізнатися, що відбувається з клітинами крові після поїздки на центрифузі. З усім тим, є підстави підозрювати зміни.
Попередні дослідження на мишах виявили, що лейкоцити можуть руйнуватися в умовах гіпергравітації, а гіпергравітація також демонструє ознаки ослаблення клітин, які утворюють бар’єр між кровотоком і мозком у мишей. Сама внутрішня поверхня кровоносних судин, яка допомагає контролювати виживання, проліферацію, смерть і міграцію клітин, має ознаки стресу від гіпергравітації. Вчені все ще мало знають про те, як зміна сили тяжіння впливає на організм людини.