תוֹכֶן
מיקרו-גרביטי מחליש את העצם ואת השריר כאחד. ההשפעות קשורות זו בזו, שכן היחלשות השרירים מזרזת את היחלשות העצם. זה יכול להשאיר אסטרונאוטים עם אובדן שרירים ועצמות לטווח הארוך. ההבנה - ובתקווה המאבק בה - השפעות המיקרובראוויציה על עצמות ושרירי האסטרונאוטים מהווה אתגר קריטי לטיול בחלל.
חוזק שריר
המיקרובראוויטי מחליש את השרירים בכמה אופנים, שנבדקו במחקר שנערך בשנת 2003 על ידי אוניברסיטת אודינה באיטליה. לאחר כ -240 יום בחלל, כוח האסטרונאוטים יורד לכ -70 אחוז מכוח ההתחלה שלהם. לשרירים אנושיים ישנם שני סוגים של סיבי שריר, המושפעים בצורה שונה מעט, אם כי שניהם נחלשים. הסיבים העוויתיים האיטיים נחלשים בקצב דומה לכוח הכולל. עם זאת, סיבי שריר מהעווית מתנוונים במהירות רבה עוד יותר, ואחרי כחצי שנה יש להם כ 45 אחוז מכוח ההתחלה שלהם. זה משאיר את שרירי האסטרונאוטים נחלשים מאוד. באופן מוזר נראה כי אובדן שרירים קורה בצורה הקיצונית ביותר בפלג הגוף העליון, בעוד שאובדן העצם נוטה לגרום לתופעות החמורות ביותר בפלג הגוף התחתון.
אובדן עצם
מיקרוגרביטציה גורמת לאוסטאופניה, לאובדן צפיפות העצם, מצב הקשור לאוסטאופורוזיס. למען האמת, ד"ר ג'יי שפירו, ראש הצוות למחקרי עצמות במכון הלאומי לחקר הביו-רפואה לחלל, "עוצמתה של בעיה זו הביאה את נאס"א לשקול אובדן עצם כסיכון מובנה לטיסות שטח מורחבות." מרכיב עיקרי בבעיה זו נובע מפעילות ברמה התאית. בתנאים רגילים, מערכת תאים המכונה אוסטאוקלאסטים מפרקת את העצם ואילו סוג אחר של תא עצם, אוסטאובלסטים יוצרים עצם חדשה בו זמנית. עם זאת, אוסטאובלסטים מגיבים ללחץ, ובונים עצם במקום בו הגוף דוחף אליו. בחלל עצמות מרגישות מעט מאוד לחץ, מכיוון שכוח המשיכה אינו מושך לעצמות ושרירים מוחלשים מפעילים פחות לחץ על העצמות. זה גורם לתהליך של קריעת עצם ישנה ובניית עצם חדשה לנשור מהסינכר, וכתוצאה מכך עצמות מוחלשות. אולם נראה כי גורמים אחרים תורמים לנושא. לדוגמא, הגוף נוטה לייצר סיבי קולגן לא-מוגדרים במיקרו-גרביטציה, התורמת לירידה בבריאות העצם.
תסמינים של מיקרוגרביטציה
ברמה הקלינית, שינויים אלה בעצם ובשריר גורמים לבעיות רבות עבור האסטרונאוטים. אובדן העצם בולט ביותר במחצית התחתונה של הגוף, שם אסטרונאוטים עשויים לאבד 1 עד 2 אחוז ממסת העצם שלהם בחודש, אם כי נראה שהוא מתיישר בסביבות 20 אחוז אובדן עצם בזרי החלל הארוכים ביותר. היחלשות העצם והשריר בסופו של דבר דומה להשפעות של תקופות ממושכות של מנוחת המיטה. אסטרונאוטים זקוקים לזמן כדי להתאים מחדש את שריריהם לכוח הכבידה של כדור הארץ. נוסף על כך, סידן מצטבר בדם כאשר העצמות מאבדות מסה. זה מקדם אבנים בכליות באסטרונאוטים.
התמודדות עם בעיות בריאות
לרשות נאס"א מספר שיטות העומדות לרשותה למאבק בתנאים אלה. ראשית, פעילות גופנית בחלל מסייעת להפחתת אובדן העצמות וחולשת השרירים. הוספת תרגילים מסוג "נפץ" בתנועות פתאומיות עשויה להגדיל עוד יותר את היתרון של התרגיל במניעת ההשפעות הגרועות ביותר של המיקרובין. באופן דומה, פעילות גופנית בצנטריפוגה יכולה להפחית עוד יותר את ההשפעות לטווח הארוך של המיקרובין ולעזור בחיזוק שרירי הלב. בנוסף, שינויים בתזונה של אסטרונאוטים הראו הבטחה להפחתת השפעות המיקרוביה על העצם והשריר. לבסוף, נאס"א החלה להתנסות בשימוש בתרופות למאבק באובדן עצם. באופן ספציפי, נאס"א החלה בהנפקת אסטרונאוטים ביספוספונאט, תרופה המשמשת לטיפול ומניעה של אוסטאופורוזיס בכדור הארץ. מדענים מקווים כי הבנת אובדן עצם המיקרובראווייציה עשויה לתרגם לטיפול טוב יותר לאנשים בכדור הארץ עם הפרעות בעצמות כמו אוסטאופורוזיס.