एक नए अध्ययन में पाया गया है कि छह महीने से अधिक समय तक अंतरिक्ष मिशन पर रहने वाले अंतरिक्ष यात्रियों को दशकों तक हड्डियों के नुकसान का सामना करना पड़ता है, जिनमें से अधिकांश अपरिवर्तनीय हो सकता है। यह खोज मंगल पर भविष्य के क्रू मिशनों के लिए एक गंभीर चुनौती पेश कर सकती है।
छह महीने या उससे अधिक समय तक चलने वाले मिशनों के लिए, अंतरिक्ष यात्रियों के अंतरिक्ष के माइक्रोग्रैविटी के संपर्क में आने से उन्हें दो दशकों की उम्र के बराबर हड्डियों के नुकसान का अनुभव होता है। शोधकर्ताओं ने पत्रिका में 30 जून को प्रकाशित एक अध्ययन में लिखा है, और खोई हुई हड्डी का केवल आधा हिस्सा पृथ्वी पर एक साल पहले ठीक हो जाता है, जो उन्हें एक दशक की उम्र के साथ उनकी हड्डी की संरचना में छोड़ देता है। वैज्ञानिक रिपोर्ट (नए टैब में खुलता है).
हड्डियों, मांसपेशियों की तरह, हमेशा बढ़ रही हैं, और वे पृथ्वी की वजह से लगातार यांत्रिक तनाव के तहत खुद को दोबारा बदलने के लिए विकसित हुई हैं गुरुत्वाकर्षण. और, मांसपेशियों की तरह, यदि भार वहन करने वाली हड्डियों का उपयोग नहीं किया जाता है – जैसे कि अंतरिक्ष में लंबे, कम-गुरुत्वाकर्षण के दौरान – तो उन्हें अपरिवर्तनीय रूप से कमजोर किया जा सकता है।
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कनाडा में कैलगरी विश्वविद्यालय में काइन्सियोलॉजी में सहायक प्रोफेसर लीड लेखक लेघ गैबेल ने कहा, “हमने पाया कि वजन-असर वाली हड्डियां केवल अंतरिक्ष यात्री के एक साल बाद आंशिक रूप से पुनर्प्राप्त हुईं।” एक बयान में कहा. “इससे पता चलता है कि स्पेसफ्लाइट के कारण स्थायी हड्डी का नुकसान पृथ्वी पर उम्र से संबंधित हड्डी के नुकसान के एक दशक के बराबर है।”
शोधकर्ताओं ने अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) पर रुके 17 अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डियों का आकलन किया। अंतरिक्ष यात्री – 14 पुरुष और तीन महिलाएं – की औसत आयु 47 वर्ष थी। आईएसएस में उनका प्रवास चार से सात महीने तक था।
अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डी के बिगड़ने और ठीक होने पर नज़र रखने के लिए, शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष यात्रियों के शरीर के विशिष्ट क्षेत्रों – जैसे कलाई, टखनों और पिंडलियों को स्कैन किया – इससे पहले कि वे आईएसएस की यात्रा करें और जैसे ही वे लौटे। अंतरिक्ष यात्रियों के ठोस जमीन पर वापस आने के छह और 12 महीने बाद वैज्ञानिकों ने दो अनुवर्ती स्कैन किए।
स्कैन को उच्च-रिज़ॉल्यूशन परिधीय मात्रात्मक गणना टोमोग्राफी (एचआर-पीक्यूसीटी) नामक तकनीक का उपयोग करके लिया गया था, जो मानव हड्डी की संरचना की 3 डी छवियों को मानव बाल की चौड़ाई से बेहतर पैमाने पर बनाता है। इन स्कैनों का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष यात्रियों की अस्थि खनिज सामग्री और अस्थि घनत्व का पता लगाया – प्रमुख संकेतक कि कैसे अतिसंवेदनशील हड्डियां फ्रैक्चर के लिए हैं।
परिणामों से पता चला कि, 17 अंतरिक्ष यात्रियों में से 16 ने एक साल की वसूली के बाद अपनी पूर्व-अंतरिक्ष टिबिया ताकत हासिल नहीं की थी। इसके अतिरिक्त, पुनर्प्राप्ति वर्ष के बाद, अंतरिक्ष में छह महीने से अधिक समय बिताने वाले आठ अंतरिक्ष यात्रियों में टिबिया की हड्डियां थीं, जिन्होंने एक दशक की उम्र बढ़ने के बराबर अनुभव किया था और अपने अंतरिक्ष मिशन से पहले की तुलना में 75 पाउंड (334 न्यूटन) कम बल बनाए रख सकते थे। . इसके विपरीत, अंतरिक्ष यात्रियों की निचली भुजाओं (त्रिज्या) की हड्डियाँ मुश्किल से बिल्कुल भी खराब हुई थीं, शायद इसलिए कि ये हड्डियाँ भार वहन करने वाली नहीं हैं।
हड्डियों को मोटे तौर पर दो परतों में विभाजित किया जा सकता है: कॉर्टिकल और ट्रैब्युलर। हड्डी का कॉर्टिकल हिस्सा मोटे तौर पर होता है मनुष्य के अस्थि द्रव्यमान का 80% और हड्डी का बाहरी शाफ्ट है जो इसे अपना आकार देता है। अस्थि द्रव्यमान का शेष 20% ट्रैब्युलर घटक द्वारा बनाया गया है, जो सूक्ष्म बीम और स्ट्रट्स की सलाखें जैसी संरचना है जो कॉर्टिकल हड्डी को भीतर से मजबूत करती है। जब लोग हड्डियों का घनत्व खो देते हैं, तो इनमें से कुछ ट्रैबिकुलर मधुकोश गायब हो जाते हैं, जिससे हड्डियों की ताकत कम हो जाती है और वे तड़क-भड़क के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाते हैं।
“हमने देखा है कि अंतरिक्ष उड़ान के दौरान उनमें से कई कनेक्शन खो गए हैं, और इसलिए यह बहुत संभावना है कि हालांकि पृथ्वी पर लौटने पर नई हड्डी बनती है, शरीर की उन लापता छड़ों को बदलने की क्षमता अत्यधिक असंभव है,” स्टीवन कनाडा के कैलगरी में कमिंग स्कूल ऑफ मेडिसिन में रेडियोलॉजी के प्रोफेसर बॉयड ने लाइव साइंस को बताया।
पिछला अनुसंधान ने भविष्यवाणी की है कि, मंगल की तीन साल की यात्रा के दौरान, 33% अंतरिक्ष यात्री ऑस्टियोपोरोसिस के जोखिम में लौट आएंगे, एक प्रगतिशील स्थिति जिसमें हड्डी के छत्ते के छेद और रिक्त स्थान बड़े होते जाते हैं, जिससे उनके टूटने की संभावना अधिक हो जाती है।
और यह केवल हड्डी नहीं है जो कम गुरुत्वाकर्षण में बिगड़ती है। पहले के अध्ययनों से यह भी पता चला है कि मांसपेशियों, आँखें, दिमाग, दिल, कांटाऔर भी प्रकोष्ठों अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहने से सभी क्षतिग्रस्त हो सकते हैं – जिनमें से सभी लंबी अवधि के अंतरिक्ष यान के लिए अद्वितीय चुनौतियां पेश करते हैं। नए अध्ययन से सिल्वर लाइनिंग यह है कि आईएसएस के एडवांस्ड रेसिस्टिव एक्सरसाइज डिवाइस (एआरईडी) द्वारा प्रदान किए गए इन-फ्लाइट डेडलिफ्ट प्रशिक्षण ने हड्डियों के नुकसान की दर को धीमा कर दिया और रिकवरी को बढ़ावा दिया – जिसका अर्थ है कि विशिष्ट प्रशिक्षण आहार, उपकरण और लक्षित पोषण रखने में महत्वपूर्ण हो सकता है। अंतरिक्ष यात्री लंबी यात्राओं के दौरान फिट होते हैं जैसे कि भविष्य में मंगल पर तीन साल का राउंड ट्रिप मिशन।
“चूंकि तंग क्वार्टर भविष्य के अन्वेषण-श्रेणी के मिशनों पर एक सीमित कारक होंगे, व्यायाम उपकरण को एक छोटे पदचिह्न के लिए अनुकूलित करने की आवश्यकता होगी,” वैज्ञानिकों ने अध्ययन में लिखा है। “प्रतिरोध व्यायाम प्रशिक्षण (विशेष रूप से डेडलिफ्ट और अन्य निचले शरीर के व्यायाम) हड्डियों के नुकसान को कम करने के लिए एक मुख्य आधार रहेगा, हालांकि, कक्षा में कूदने के व्यायाम को जोड़ने से हड्डियों के नुकसान को रोका जा सकता है और दैनिक व्यायाम का समय कम हो सकता है।”
वैज्ञानिक अब एक अनुवर्ती अध्ययन की योजना बना रहे हैं ताकि उन प्रभावों पर शोध किया जा सके जो सात महीने से अधिक की यात्रा करते हैं जो हड्डियों पर पड़ता है। मानव शरीर के एक दर्जन से अधिक महत्वपूर्ण भागों पर अंतरिक्ष के दीर्घकालिक प्रभावों का अध्ययन करने के लिए नासा परियोजना के हिस्से के रूप में इस शोध की योजना बनाई गई है।
बॉयड ने कहा, “जिन लोगों ने अंतरिक्ष में अधिक समय बिताया, उन्होंने अधिक हड्डी खो दी। इसलिए यह मान लेना उचित होगा कि अंतरिक्ष में अधिक समय बिताने का मतलब हड्डियों का और नुकसान हो सकता है।” “यह स्पष्ट रूप से उन मिशनों के लिए चिंता का विषय है जिनमें वर्षों लग सकते हैं (उदाहरण के लिए, मंगल)। लेकिन, जो हम नहीं जानते हैं वह यह है कि क्या मानव शरीर किसी बिंदु पर हड्डियों के नुकसान के पठार तक पहुंचता है। ऐसा लगता नहीं है कि हड्डियां पूरी तरह से “पिघल” जाएगा, लेकिन हम नहीं जानते कि हड्डी के नुकसान के संतुलन के किस स्तर तक पहुंचा जा सकता है।”
लंबी उड़ानों में अंतरिक्ष यात्रियों को स्वस्थ रहने में मदद करने के अलावा, शोध यह भी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है कि उन्हें अपने सिस्टम में एक और झटके में समायोजित करने में कैसे मदद की जाए: पृथ्वी पर उनकी वापसी।
कैलगरी विश्वविद्यालय के पूर्व चांसलर और अंतरिक्ष यात्री रॉबर्ट थिर्स्क ने बयान में कहा, “जिस तरह शरीर को एक मिशन की शुरुआत में अंतरिक्ष यान के अनुकूल होना चाहिए, उसे अंत में पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में वापस जाना चाहिए।” “मेरे लौटने पर थकान, चक्कर आना और असंतुलन मेरे लिए तत्काल चुनौतियां थीं। अंतरिक्ष उड़ान के बाद हड्डियों और मांसपेशियों को ठीक होने में सबसे अधिक समय लगता है। लेकिन लैंडिंग के एक दिन के भीतर, मैंने एक पृथ्वीवासी के रूप में फिर से सहज महसूस किया।”
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।