शोधकर्ताओं ने हड्डियों पर शून्य गुरुत्वाकर्षण के प्रभावों की जांच की

नए शोध के अनुसार, अंतरिक्ष में लंबे समय तक रहने से कुछ मामलों में हड्डी की संरचना को अपूरणीय क्षति होती है और मानव कंकाल की उम्र 10 साल तक हो सकती है।
दवा के संयोजन के साथ अनुकूलित प्रशिक्षण कार्यक्रम भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों पर अंतरिक्ष यात्रियों के लिए बेहतर सुरक्षा प्रदान कर सकते हैं।
शोध के निष्कर्षों का नैदानिक ​​​​अभ्यास में आमवाती स्थितियों के इलाज के लिए भी निहितार्थ हैं।
क्या इंसान एक दिन मंगल ग्रह पर उड़ान भरेगा?
ऐसा मिशन कई दशकों से बहस का विषय रहा है और यह केवल तकनीकी आवश्यकताओं पर निर्भर नहीं करता है।
डॉ अन्ना-मारिया लिपहार्ड्ट कहते हैं, “यदि मनुष्य एक समय में तीन साल के लिए अंतरिक्ष में हैं, तो हमें इसमें शामिल स्वास्थ्य जोखिमों पर भी नजर रखने की जरूरत है।”
“यह पहले से ही उन मिशनों के लिए लागू होता है जहां अंतरिक्ष यात्री आमतौर पर छह महीने से अधिक समय तक शून्य-गुरुत्वाकर्षण स्थितियों के अधीन होते हैं।”
अंतरिक्ष यात्रा के बाद: हड्डियों की उम्र दस साल तक होती है
लिपहार्ड्ट एक खेल वैज्ञानिक हैं और उन्होंने जर्मन एयरोस्पेस सेंटर (DLR) और जर्मन स्पोर्ट यूनिवर्सिटी कोलोन में डॉक्टरेट की डिग्री हासिल की है और अब Universitatsklinikum Erlangen में मानव कंकाल पर आमवाती-सूजन संबंधी बीमारियों के प्रभावों पर शोध करती हैं।
जर्मनी, कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका के साथी शोधकर्ताओं के साथ, उन्होंने जांच की कि अंतरिक्ष में हड्डी की संरचना कैसे बदलती है और एक दीर्घकालिक अध्ययन में पृथ्वी पर वापस आ जाती है।
14 पुरुषों और तीन महिलाओं की अंतरिक्ष में उड़ान भरने से पहले और साथ ही उनकी वापसी के छह और बारह महीने बाद जाँच की गई।
टिबिया और त्रिज्या (पिंडली की हड्डी और निचले हाथ की हड्डी) के अस्थि घनत्व और ताकत के साथ-साथ हड्डियों के अंदर ट्रैब्युलर माइक्रोस्ट्रक्चर को मापा गया।
उनके रक्त और मूत्र में बायोमार्कर का उपयोग करके हड्डी के कारोबार को भी मापा गया।
परिणाम चिंताजनक हैं: अंतरिक्ष में अपने मिशन की समाप्ति के बारह महीने बाद भी, 17 में से नौ अंतरिक्ष यात्री पूरी तरह से ठीक नहीं हुए थे और उनकी हड्डियों की ताकत और अस्थि खनिज घनत्व में 2 प्रतिशत तक की कमी आई थी।
अन्ना-मारिया लिपहार्ड्ट बताते हैं, “यह ज्यादा नहीं लग सकता है, लेकिन यह कम से कम एक दशक की उम्र से संबंधित हड्डी के नुकसान से मेल खाता है।”
“प्रभावित लोगों के लिए, इसका मतलब है कि उन्हें ऑस्टियोपोरोसिस की शुरुआत और फ्रैक्चर के लिए संवेदनशीलता की बहुत पहले शुरुआत की उम्मीद करनी होगी।”
पृथ्वी पर उम्र बढ़ने के विपरीत, बाहरी सतह पर पेरीओस्टेम की तुलना में अंतरिक्ष यात्रियों की हड्डियों की आंतरिक संरचना अधिक प्रभावित होती है।
जांच किए गए कुछ अंतरिक्ष यात्रियों ने रॉड के आकार की इकाइयों या ट्रेबेकुले को भी अपूरणीय क्षति पहुंचाई है।
“हम यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि पुनर्जनन अधिक कठिन है जितना अधिक अंतरिक्ष यात्री अंतरिक्ष में थे, ” लिपहार्ड कहते हैं।
प्रशिक्षण और दवा को अनुकूलित किया जाना चाहिए
स्पेसफ्लाइट से पहले उच्च बोन टर्नओवर वाले अंतरिक्ष यात्रियों को भी हड्डी पुनर्जनन के साथ अधिक महत्वपूर्ण समस्याएं थीं।
“हड्डी का कारोबार वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं टूट जाती हैं और नए बनते हैं,” लिपहार्ड्ट बताते हैं।
“उच्च गतिविधि स्तर वाले लोगों में हड्डी का कारोबार अधिक होता है और चुनौती अंतरिक्ष में मिशन के दौरान इन गतिविधि स्तरों को बनाए रखना है।”
भले ही ISS के पास विभिन्न प्रकार के उपकरण हैं जैसे कि एक रनिंग मशीन, व्यायाम बाइक और अंतरिक्ष यात्रियों के लिए एक भार प्रशिक्षण कार्यक्रम, उनकी गतिविधि के स्तर को बनाए रखने के लिए, अंतरिक्ष यात्रियों की व्यक्तिगत जरूरतों को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए अंतरिक्ष यान के दौरान प्रशिक्षण कार्यक्रमों को अपनाना महत्वपूर्ण है।
लिपहार्ड्ट: “नए खेल उपकरण विकसित करना जो शून्य-गुरुत्वाकर्षण स्थितियों में काम करता है और जो ज्यादा जगह नहीं लेता है, विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण है।”
यदि व्यायाम कार्यक्रमों के अलावा अंतरिक्ष यान के दौरान इसे लिया जाए तो अंतरिक्ष यात्रियों को भी दवा से लाभ हो सकता है।
इस दवा में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, बिसफ़ॉस्फ़ोनेट्स, जो पहले से ही ऑस्टियोपोरोसिस के इलाज और रोकथाम के लिए सफलतापूर्वक उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे हड्डियों के क्षरण को रोकते हैं।
“बिसफ़ॉस्फ़ोनेट्स पहले से ही नासा द्वारा उपयोग किए जाते हैं, लेकिन हम अभी तक इस बारे में पर्याप्त नहीं जानते हैं कि वे माइक्रोग्रैविटी में कैसे काम करते हैं,” लिपहार्ड्ट बताते हैं।
“हम चिकित्सा चिकित्सा और शारीरिक व्यायाम के संयोजन में और व्यवस्थित शोध करने की सलाह देते हैं।”
नैदानिक ​​अभ्यास के लिए निष्कर्ष
शोधकर्ताओं के अध्ययन ने न केवल अंतरिक्ष में भविष्य के मिशनों के लिए निष्कर्षों की आपूर्ति की।
गतिविधि की कमी के कारण मांसपेशियों और हड्डियों का नुकसान भी यहां पृथ्वी पर पुरानी बीमारियों में प्रमुख समस्याएं हैं।
“रूमेटोलॉजी के क्षेत्र में, यह हमेशा स्पष्ट नहीं होता है कि सूजन से कौन सा नुकसान होता है और कौन सा निष्क्रियता से,” लिपहार्ड कहते हैं।
“हमारा अध्ययन इस प्रकार नए या अनुकूलित उपचारों की नींव भी रख सकता है।”
अंतरिक्ष यात्रियों के साथ अध्ययन के दौरान उपयोग की जाने वाली उच्च-रिज़ॉल्यूशन परिधीय मात्रात्मक कंप्यूटर टोमोग्राफी (एचआर-पीक्यूसीटी) मशीनों की एक नई पीढ़ी इन उपचारों के लिए फायदेमंद हो सकती है।
ये मशीनें हड्डियों की आंतरिक संरचना की उच्च रिज़ॉल्यूशन वाली छवियां बनाने में सक्षम हैं।
लिपहार्ड्ट बताते हैं, “पुरानी मशीनों में माइक्रोस्ट्रक्चर के अलग-अलग पैरामीटर उत्पन्न करने के लिए पुरानी मशीनों में एक एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता था।”
“इससे सटीक परिणाम सामने आए, विशेष रूप से हड्डी में ट्रैबिकुलर परिवर्तनों में।”
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