Kosmiczne wibracje

NASA znalazła sposób na osteoporozę

Walerij Poljakow to jeden z największych rekordzistów w historii podboju kosmosu - termin jego powrotu na Ziemię ze stacji orbitalnej Mir przekładano (m.in. z powodu braku pieniędzy) kilka razy. W rezultacie kosmonauta przebywał na niej 438 dni. Codziennie na ćwiczenia siłowe przeznaczał dwie, trzy godziny, tymczasem po powrocie na Ziemię zrobił zaledwie kilka kroków podtrzymywany za ręce, po czym wyczerpany opadł na fotel.
Atrofia mięśni i zanik kości to jeden z największych problemów zdrowotnych towarzyszących długiemu przebywaniu w stanie nieważkości. Ubytek masy kostnej jest też problemem chorych na osteo-porozę. Dotyczy to zwłaszcza kobiet po okresie klimakterium. Nowa terapia opracowana przez grupę naukowców związanych z NASA, pracujących pod kierunkiem dr. Clintona Rubina z Uniwersytetu Stanowego w Nowym Jorku, być może pozwoli rozwiązać ten problem zarówno w przestrzeni kosmicznej, jak i na Ziemi. Codzienne stawanie na specjalnej lekko drgającej płycie na 10-20 minut może - zdaniem naukowców - powstrzymać degradację kości.

Niezdrowy stan nieważkości
Za utratę mięśni i masy kostnej w kosmosie i na orbicie okołoziemskiej odpowiada stan nieważkości. W odległości 350 km od Ziemi - na takiej wysokości znajduje się Międzynarodowa Stacja Kos-miczna - przyciąganie grawitacyjne wynosi 90 proc. przyciągania mierzonego tuż przy powierzchni naszej planety. Zdawałoby się, że o nieważkości nie może być mowy. Prędkość, z jaką stacja kos-miczna okrąża Ziemię, generuje jednak siłę odśrodkową równoważącą przyciąganie ziemskie. W efekcie kości kosmonautów na co dzień nie są obciążone żadną siłą. "Po powrocie z sześciomiesięcznego lotu kosmicznego potrzeba dwóch, trzech lat, by kościec się odbudował" - twierdzi dr Victor Schneider z laboratorium badań medycznych przy głównej siedzibie NASA. Badania kosmonautów, którzy na stacji orbitalnej Mir spędzili wiele miesięcy, wykazały, że w ciągu miesiąca masa kości zmniejszała się o 1-2 proc.
Naukowcy z NASA postanowili zbadać to zjawisko na Ziemi. Ogłosili niedawno, że poszukują ochotników, którzy chcieliby spędzić miesiąc w łóżku. Propozycja wydaje się kusząca, jednak łóżko, które będzie wykorzystane do tego eksperymentu jest nachylone pod kątem 7 stopni, a głowa leżącego na nim śmiałka ma się znajdować w dole. Naukowcy twierdzą, że w takim położeniu ubytek masy kostnej jest taki sam jak w stanie nieważkości. Do tej pory jedynym sposobem na ograniczenie tego ubytku były treningi przy użyciu specjalnych urządzeń. Męczące ćwiczenia w siłowni rozpoczynają się jeszcze na Ziemi. Obecnie przechodzi je nowa, czwarta już załoga Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w składzie: Daniel Bursch, Jurij Onufrienko i Carl E. Walz. Wymiana załóg stacji planowana jest na przełomie listopada i grudnia Wszystkie te środki, stosowane zarówno na Ziemi, jak i na orbicie, okazują się jednak niewystarczające, by utrzymać kosmonautów w dobrej kondycji fizycznej. Tymczasem zastosowanie wibrującej płyty opracowanej przez dr. Rubina i jego współpracowników po wstępnych testach daje obiecujące efekty. "Wibracje są minimalne. Jeśli dotknie się płyty, można poczuć delikatne drganie, jeśli się na nią patrzy, właściwie nic nie widać" - tłumaczy Stefan Judex z Uniwersytetu Stanowego w Nowym Jorku. Płyta drga z częstotliwością 30-90 Hz (1 Hz to jeden cykl na sekundę). Działanie płyty naukowcy przebadali na zwierzętach - indykach, owcach i szczurach. W wypadku tych ostatnich wystarczyło zaledwie 10 minut wibracji dziennie, by zachować na stałym poziomie masę kostną tylnych łapek gryzoni, przez resztę dnia w ogóle nie obciążonych. Druga grupa szczurów, których tylne kończyny również nie były obciążone, przez 10 minut dziennie chodziła na czterech łapkach. W tej grupie ubytek masy kości był dużo większy.

Terapia wibracyjna
W kolejnej fazie testowania terapii wibracyjnej naukowcy skupili się na badaniu reakcji ludzi. Przebadali 60 kobiet po okresie przekwitania. Kobiety na tym etapie życia często bowiem cierpią na osteoporozę, chorobę polegającą na zachwianiu równowagi między procesami degradacyjnymi kości a ich odbudową. Już w pięćdziesiątym roku życia u 16-18 proc. kobiet rozpoczyna się faza przyspieszonej utraty masy kostnej. Jak wynika z danych Światowej Organizacji Zdrowia, dolegliwość ta dotyka aż 30 proc. kobiet po okresie klimakterium. "Wstępne rezultaty terapii wibracyjnej zastosowanej do leczenia osteoporozy u kobiet są zachęcające, jednak potrzebujemy czasu, aby stwierdzić, jak bardzo skuteczna jest ta metoda" - twierdzi dr Rubin. Rozpoczyna się trzecia faza testów klinicznych; naukowcy planują też sprawdzenie skuteczności terapii wibracyjnej w leczeniu nastoletnich dziewcząt, których kości mają bardzo niski współczynnik BMD (gęstość mineralna kości), a także w leczeniu dzieci z porażeniem mózgowym.
Stawanie na wibrującej płycie przynosi poprawę stanu zdrowia, lecz naukowcy wciąż nie wiedzą, jaki jest mechanizm tej terapii. "Być może w formowaniu kości dużą rolę odgrywają nie tylko silne naprężenia, ale także różnego rodzaju wibracje pojawiające się w organizmie podczas napinania mięśni w trakcie wykonywania zwykłych czynności, takich jak chodzenie czy choćby stanie" - przypuszcza dr Rubin. Napięcie mięśni nie jest bowiem procesem jednorazowym. Skurcz utrzymywany jest przez serie impulsów nerwowych dopływających nieustannie z mózgu. Drgania towarzyszą codziennej pracy mięśni. Wibracje płyty przez podobieństwo do drgań mięśniowych mogą się przyczyniać do regeneracji tkanki kostnej.