Очень долгие периоды времени в космосе перекликаются с плаванием на экстремальную выносливость: и то, и другое может вызвать сокращение сердца. Таков вывод исследования, в котором сравнивалось влияние года пребывания астронавта Скотта Келли в космосе с марафонским заплывом спортсмена Бенуа Лекомта.
Оба снимают нагрузки на сердце, которые обычно возникают под действием силы тяжести, вызывая атрофию органа. В любом случае упражнений было недостаточно, чтобы противодействовать сердечным изменениям.
Исследование, проведенное доктором Бенджамином Левином, профессором внутренней медицины Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе, опубликовано в журнале Circulation.
Исследование имеет значение для очень продолжительных космических путешествий, таких как экспедиции на Марс, которые НАСА планирует организовать в ближайшие десятилетия.
«Одна из вещей, которую мы узнали за многие годы исследований, заключается в том, что сердце удивительно пластично. Таким образом, сердце приспосабливается к возложенной на него нагрузке», - сказал профессор Левин, который также является директором Института физических упражнений и окружающей среды. Как сообщили BBC News, компания Medicine, сотрудничество между Юго-западным университетом штата Калифорния и пресвитерианской больницей Техаса в Далласе.
«В космическом полете одна из вещей, которые случаются, - вам больше не нужно качать кровь в гору, потому что вы не работаете против силы тяжести».
Скотт Келли провел 340 дней на борту Международной космической станции (МКС), чтобы позволить ученым изучить влияние длительных полетов на человеческий организм.
5 июня 2018 года Бенуа Леконт предпринял попытку переплыть Тихий океан, ранее пересек Атлантический океан. Он проплыл 2821 км за 159 дней, в конце концов отказавшись от попытки. Продолжительное плавание также изменяет нагрузку на сердце под действием силы тяжести, поскольку человек находится в горизонтальном положении, а не в вертикальном.
Леконт плавает в среднем 5,8 часов в день, спит около восьми часов каждую ночь. Это означало, что он проводил от девяти до 17 часов каждый день в состоянии лежа на спине.
Ученые иногда используют постельный режим для имитации космического полета, потому что лежачее положение устраняет перепад от головы до ног, который создает нагрузку на сердце. Но профессор Левин сказал, что длительное погружение в воду в положении лежа - еще лучшая модель времени, проведенного на орбите.
«Теперь вы убираете градиент от головы к ногам, а затем помещаете человека в воду, поэтому вы также регулируете этот градиент. Это почти как в космосе», - сказал профессор Левин.
Поскольку оба мужчины больше не качали кровь в гору, как говорит профессор Левин, их сердца начали терять массу.
«Когда мы смотрим на левый желудочек сердца, видим примерно 20-25% потерю общей массы за четыре или пять месяцев, когда Лекомт плавал», - сказал соавтор Джеймс Макнамара, также из Юго-Западного Медицинского центра Юты - «Мы увидели, что капитан Келли потерял 19% и 27% массы тела за год».
Однако упражнения противодействуют процессу потери массы. Астронавты на Международной космической станции (МКС) уже подвергаются интенсивным тренировкам, чтобы уменьшить мышечное и костное истощение, которое также происходит на орбите.
Тем не менее, этого режима упражнений было недостаточно, чтобы предотвратить атрофию сердца, наблюдаемую у капитана Келли.
В начале исследования исследователи задавались вопросом, может ли количество физических упражнений, которые г-н Лекомт делал в воде, достаточно для предотвращения истощения сердечной ткани.
«Я абсолютно уверен, что сердце Бена не атрофируется. Это одна из приятных вещей в науке - больше всего узнаешь, когда находишь то, чего не ожидал», - сказал профессор Левин.
«Оказывается, когда вы плывете столько часов в день, это не похоже на Майкла Фелпса, он плавает не так сильно, как может».
Вместо этого г-н Леконт относительно легко пинал ногами все время. «Это просто не такая уж большая активность. Низкий уровень физической активности не защищает сердце от адаптации к отсутствию силы тяжести», - сказал профессор Левин.
Адаптация сердца, однако, длится недолго - сердца обоих мужчин вернулись в норму, когда они вернулись на твердую землю.
Но камеры в сердце, известные как предсердия, расширяются в пространстве отчасти из-за изменений в способе прохождения жидкости. Это может привести к состоянию, называемому фибрилляцией предсердий, когда сердце бьется быстро и нерегулярно. Это может ухудшить физическую активность, но также может увеличить риск инсульта.
Есть еще одна опасность для этого жизненно важного органа из-за космических путешествий. Более высокие уровни радиации в космосе могут ускорить развитие ишемической болезни сердца. Космонавтов проверяют на атеросклероз, но, когда они отправляются в космос, они обычно находятся в среднем возрасте, и ученые знают, что это проблема, которая нарастает с возрастом.
Профессор Левин является частью программы НАСА под названием Cipher, которая отправит еще 10 астронавтов в космос для длительных миссий. Исследователи подвергают сердца членов экипажа ряду различных тестов и высокотехнологичных методов сканирования, чтобы получить более подробную картину работы сердца в космосе.
