Kā aitas palīdz cilvēkiem ceļot kosmosā (2690/0)

Vai spējat iedomāties, ko varētu kopā paveikt NASA, zinātnieki no Kolorādo štata universitātes un aitu ganāmpulks? Šī neparastā trijotne apvienoja spēkus, lai būtiski uzlabotu kosmisko lidojumu drošību. Tā kā NASA gatavojas nosūtīt astronautus uz Marsu ap 2030. gadu, aģentūrai ir nepieciešama papildus informācija par to, kā astronautu ķermeni varētu ietekmēt mikrogravitācija. Šim mērķim Kolorādo štata universitātes speciālisti saņēma 1,2 miljonu USD lielu finansējumu.

"Tiek lēsts, ka ceļojums uz Marsu un atpakaļ varētu ilgt deviņus līdz 12 mēnešus, atkarībā no tā, cik ilgi astronauti uzturēsies tur uz vietas," skaidroja Kristofers Putlics. "'Mikrogravitācija un starojums ir divi būtiski faktori, kas varētu ietekmēt cilvēku psiholoģiski un fizioloģiski. Mēs esam identificējuši trūkstošās zināšanas un patlaban meklējam atbildes uz jautājumiem."

NASA dati liecina, ka katru kosmosā pavadīto mēnesi astronauti zaudē 1-2 % no sākotnējā kaulu blīvuma. Šis zudums un lielās pārslodzes, ar kurām nākas saskarties astronautiem, paaugstina lūzumu risku. Tādēļ Putlics un veterinārās ortopēdijas ķirurgs Ross Palmers izmanto dzīvas aitas, lai simulētu, kā kaulus ietekmē ilgstoša atrašanās mikrogravitācijas apstākļos.

Pētījums tika aizsākts jau 2011. gadā un fokusējās uz trim galvenajiem uzdevumiem - izstrādāt modeli kaulu blīvuma simulācijai, izpētīt kaulu sadzīšanas mehānismu kosmosā un identificēt metodes, kuras ir visefektīvākās kaulu lūzumu ārstēšanai mikrogravitācijas apstākļos. Šobrīd rit projekta trešais un pēdējais gads.

Pirmajā gadā zinātnieki izstrādāja jaunu datormodeli, ar kura palīdzību var atveidot kaulu blīvuma zudumus, ar kādiem saskartos astronauti, pavadot noteiktu laiku mikrogravitācijas apstākļos. Simulācijas izveidošanai nepieciešamie dati tika iegūti, veicot eksperimentus ar aitām. Fiksējot vienu pakaļkāju īpašā stāvoklī uz astoņām nedēļām, zinātnieki panāca, ka šīs kājas metatrasālais kauls tika "izslēgts" no ikdienas aktivitātēm, tādejādi simulējot mikrogravitāciju. Tā kā kauls netika pakļauts gravitācijas ietekmētajai slodzei, zinātnieki pamanīja, ka tā blīvums samazinās. Šāds novājināts kauls bija ļoti trausls un lūzuma risks būtiski palielinājās.

Kad bija noskaidrots kaula blīvuma zudums un savākti nepieciešamie dati, lai izveidotu simulāciju, zinātnieki ķērās pie pētījuma otrās fāzes, lai noskaidrotu, kā kauls atjaunojas mikrogravitācijas apstākļos. Šīs fāzes ietvaros piedalījās jau citi dzīvnieki, kuru pakaļkāja no ikdienas slodzes tika izolēta uz trim nedēļām. Pēc tam no šī izolētā kaula, ķirurgs "izlauza" 3 mm lielu kaula fragmentu, bojājot kaulu un izraisot tā reģenerācijas procesus. Aitas ar fiksēto kāju tika vērotas vēl četras nedēļas.

Rezultāti bija nepārprotami. Mikrogravitācijas apstākļos dzīšana noritēja daudz lēnāk. Viens no faktoriem varētu būt slodzes trūkums, kas veicina šūnu augšanu, kas ir svarīga kaulu bojājumu dzīšanas gadījumā.

Kādēļ tieši aitas?

Izrādās, ka pieaugušas aitas kaulu izmēri un struktūra līdzinās cilvēka kauliem, tādēļ to izmantošana izpētē ļauj sniegt maksimāli precīzu informāciju par procesiem, kas varētu attiekties uz cilvēkiem.

Visbiežāk zinātniskajiem eksperimentiem tiek izmantotas peles un žurkas, bet starp cilvēku un peli vai žurku pastāv tik būtiskas anatomiskas un fizioloģiskas atšķirības, ka iegūtos rezultātus nevarētu tik viegli attiecināt uz cilvēkiem. Protams, ir organizācijas, kuras uzskata, ka eksperimentus ar dzīvniekiem nedrīkst veikt.

Arī Kolorādo štata zinātniekiem nācās pierādīt, ka eksperimenti ar aitām ir šobrīd vienīgais veids, kā iegūt nepieciešamo informāciju. Viņi atzīst, ka daudz labāk informācija par eksperimentiem ar dzīvniekiem tiek izprasta gadījumos, kad aizstāvju rindās vai to radinieku lokā ir persona, kuras dzīvība un veselība ir atkarīga no "necilvēciskajiem" eksperimentiem.

Eksperimentus uzraudzīja visdažādākās institūcijas, gādājot par dzīvnieku labturību un maksimālu komfortu eksperimenta laikā. Pirmajā fāzē tika izmantotas 23, bet otrajā fāzē 20 aitas. Laboratorijas veterinārs un ganāmpulka pārraugs divas reizes dienā veica dzīvnieku apskati. Nepieciešamības gadījumā aitām tika doti pretsāpju medikamenti.

Eksperimenti ar dzīvniekiem dažkārt ir vienīgais veids, kā iegūt tik svarīgo informāciju, precizēt datus un pilnveidot metodes, kuras pēc tam vēlāk tiek izmēģinātas jau uz brīvprātīgajiem cilvēkiem. Šajā gadījumā varam uzskatīt, ka reālajiem astronautiem palīgā steidzās pseido-astronauti, kurus klāj bieza vilna.

Lai arī projektu finansēja NASA, lai iegūtos rezultātus izmantotu astronautu labklājības nodrošināšanai, ir sagaidāms, ka šis eksperiments varētu palīdzēt cīnīties ar osteoporozes izraisītiem lūzumiem, kas skar 1 vīrieti no 5 pēc 50 gadu vecuma, bet sieviešu gadījumā osteoporozes sekas izjūt 1 no 3. Šie cilvēki jau salīdzinoši nelielā vecumā izjūt diskomfortu un zaudē darbaspējas.

Trešajā un pēdējā fāzē zinātnieki meklēs visefektīvākās kaulu reģenerācijas un lūzumu ārstēšanas metodes, kuras varētu izmantot mikrogravitācijas apstākļos. Šobrīd viņi fokusējas uz neinvazīvām mehāniskas stimulēšanas metodēm, kas varētu būt ērti pielietojamas un adaptējamas dažādos apstākļos.

Varbūt tādēļ mums ir "Zvaigžņu aitas". Arī viņas ir zvaigžņu putekļi, līdzīgi kā ikviens uz šīs Zemes, planēta pati un viss pārējais. Tādēļ nav brīnums, ka mēs visi tiecamies atpakaļ pie zvaigznēm. Paldies aitām, kas palīdz cilvēkiem justies labāk gan uz Zemes, gan kosmosā!