به گزارش PLOS ONE، مطالعه‌ای روی موش‌های حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی، سرنخ بهتری به دانشمندان ناسا داد تا بفهمند چرا این خطر سلامتی جدی و حل‌نشده وجود دارد.

معلوم شد که کاهش تراکم استخوان ممکن است ارتباطی با پرتوهای فضایی، کمبود نور خورشید یا عوامل سیستمیک مشابه نداشته باشد. پس از ۳۷ روز حضور موش‌ها در مدار، برخی قسمت‌های اسکلت آن‌ها آسیب بیشتری نسبت به سایر بخش‌ها نشان داد.

در مقایسه با موش‌های «شاهد زمینی» که از سیاره ما خارج نشده بودند، استخوان‌های ران پای عقب موش‌های فضایی پر از حفره‌های بزرگ بود، به‌ویژه در انتهای آن‌ها که به مفاصل ران و زانو متصل می‌شوند. در مقابل، بخش کمری ستون فقرات موش‌ها به‌طور قابل توجهی دست‌نخورده باقی مانده بود.

پژوهشگران ناسا و مؤسسه علمی بلو ماربل اسپیس توضیح می‌دهند: «تمرکز خاص مطالعه ما روی استخوان ران است، زیرا نقش اصلی در تحمل وزن بدن موش را دارد.»

در انسان‌های دوپا، ستون فقرات کمری عمدتاً وزن بالاتنه را تحمل می‌کند، اما در جوندگان چهارپا، این ساختار افقی نقش تحمل وزن مشابهی ندارد.

این یافته نشان می‌دهد استخوان‌های پستانداران که روی زمین وزن بدن را تحمل می‌کنند، بیشترین تأثیر را از ریزگرانش در مدار می‌پذیرند.

شاید این موضوع شبیه به مفهوم «استفاده کن یا از دست بده» در علوم اعصاب باشد. اگر استخوان‌های تحمل‌کننده وزن مانند حالت عادی «ورزش» نکنند، ممکن است شروع به تخریب کنند.

وقتی موش‌های روی زمین در قفس‌هایی نگهداری شدند که حرکت آن‌ها را محدود می‌کرد، کاهش تراکم در استخوان‌های تحمل‌کننده وزن نشان دادند، اما این کاهش کمتر از موش‌های در معرض ریزگرانش بود.

برای در نظر گرفتن استرس پرتاب موشک، موش‌های شاهد زمینی نیز در معرض شبیه‌سازی پرواز قرار گرفتند.

پژوهشگران توضیح می‌دهند: اگر پرتوهای فضایی در مدار پایین زمین یا سایر عوامل سیستمیک، تأثیرگذاران اصلی کاهش تراکم استخوان در طول پروازهای فضایی بودند، انتظار می‌رفت تغییرات سیستمیک در سیستم اسکلتی مشاهده شود.

برای مثال، اگر این کاهش ناشی از پرتوهای یونیزان بود، پژوهشگران انتظار داشتند بخش‌های متراکم بیرونی استخوان تا حدی از حفره مغز استخوان داخلی محافظت کنند. اما به نظر نمی‌رسد که اینطور باشد. تخریب در موش‌ها از درون به بیرون اتفاق می‌افتد.

برای مثال، گردن استخوان ران پوشش بیرونی قابل‌توجهی دارد، اما پس از ۳۷ روز قرار گرفتن در ریزگرانش، کاهش قابل‌توجهی در مغز استخوان اسفنجی داخلی آن مشاهده شد.

نویسندگان این مطالعه که توسط روکمانی کاهیل، مهندس زیست‌پزشکی، رهبری شد، می‌گویند پس از این مدت حضور در مدار پایین زمین، موش‌های حاضر در ایستگاه فضایی بین‌المللی تنها در معرض دوز روزانه کمی از پرتوها قرار گرفتند.

در مطالعات شبیه‌سازی‌شده که نشان می‌دهند پرتوها می‌توانند باعث کاهش تراکم استخوان شوند، دوز پرتوها بسیار بسیار بیشتر است، معادل حدود ۱۳ سال زندگی در ایستگاه فضایی بین‌المللی.

با این حال، در کمتر از نیم سال حضور در مدار پایین، فضانوردان می‌توانند کاهش تراکم استخوانی معادل چند دهه را تجربه کنند که ممکن است هرگز به طور کامل بهبود نیابند. به‌طور متوسط، مسافران فضایی هر ماه ۱ درصد یا بیشتر از تراکم استخوانی خود را از دست می‌دهند، یعنی حدود ۱۰ برابر نرخ پوکی استخوان روی زمین. این کاهش به‌شدت خطر شکستگی در استخوان‌های بلند مانند استخوان ران را افزایش می‌دهد.

برخلاف فضانوردان انسان، موش‌های مورد آزمایش در این مطالعه جوان و در مراحل پایانی بلوغ اسکلتی بودند. در ریزگرانش، استخوان‌های ران آن‌ها که باید مدتی دیگر رشد می‌کرد، نشانه‌هایی از استخوان‌سازی زودرس نشان داد و غضروف زودتر از حالت معمول به استخوان تبدیل شد. این مسئله ممکن است رشد استخوان را محدود کرده و تکامل آن را مختل کند.

این نتایج هشداردهنده از طولانی‌ترین مطالعه ناسا روی جوندگان در پروازهای فضایی به دست آمده است.

ناسا می‌گوید این اولین آزمایش از میان بسیاری از آزمایش‌هایی است که به بررسی چگونگی محافظت از سلامت فضانوردان در طول سفرهای فضایی می‌پردازند.

اگر فرضیه آن‌ها درباره تراکم استخوان درست باشد، نشان می‌دهد که راهکارهایی مانند رژیم غذایی ممکن است سلامت استخوان فضانوردان را بهبود نبخشد. دستگاه‌های تردمیل با مهارهایی که کاربر را به زمین می‌چسبانند یا دستگاه‌هایی که وزنه‌برداری در فضا را شبیه‌سازی می‌کنند، ممکن است مؤثرتر باشند.