Hur påverkar rymdresor ryggraden? Astronauter på långa uppdrag i rymden har atrofi av musklerna som stöder ryggraden - som inte återgår till det normala ens flera veckor efter att de återvänt till jorden, rapporterar en studie i Ryggrad .
Resultaten ger nya insikter om de förhöjda frekvenserna av ryggsmärta och ryggradsdisksjukdom som är förknippad med långvarig rymdfärd, rapport Dr Douglas G Chang från University of California, San Diego, och kollegor. "Detta kan ge användbar fysiologisk information för att stödja ett bemannat uppdrag till Mars, " skriver forskarna. Uppgifterna erhölls som en del av en NASA-finansierad forskningsstudie, ledd av Drs. Alan R. Hargens och Jeffrey C. Lotz.
Spinalstödjande muskler kan försvagas under rymdfärd; Ingen förändring av skivhöjden
Sex NASA-besättningsmedlemmar studerades före och efter att ha tillbringat fyra till sju månader i "mikrogravitations"-förhållanden på den internationella rymdstationen. Varje astronaut genomgick magnetisk resonanstomografi (MRI) av ryggraden innan deras uppdrag, omedelbart efter deras återkomst till jorden, och igen en till två månader senare.
Målet var att förstå faktorer som påverkar ländryggens styrka och smärta i ländryggen under långvarig rymdfärd, samt ryggradens svar efter att ha återvänt till jordens gravitation. Ryggsmärta är vanligt vid långvariga uppdrag, med mer än hälften av besättningsmedlemmarna rapporterade ryggradssmärtor. Astronauter löper också en ökad risk för diskbråck i ryggraden under månaderna efter att de återvänt från rymdfärd - ungefär fyra gånger högre än i matchade kontroller.
Dessa förändringar åtföljs av en ökning av kroppslängden (cirka två tum), tros vara resultatet av spinal "avlastning" och andra förändringar relaterade till bristen på gravitation. Forskarna använde en bild "tröskhållningsteknik" för att uppskatta mager muskler separerade från icke-magra muskelkomponenter.
MRT-skanningarna indikerade betydande atrofi av den paraspinala magra muskelmassan - som spelar en avgörande roll för ryggradens stöd och rörelse - under astronauternas tid i rymden. Den magra muskeln, eller "funktionell, " Tvärsnittsarean av de lumbala paraspinalmusklerna minskade med i genomsnitt 19 procent från preflight till omedelbar postflight-skanning. En månad eller två senare, endast cirka två tredjedelar av minskningen hade återhämtat sig.
Det var en ännu mer dramatisk minskning av paraspinalmusklernas funktionella tvärsnittsarea i förhållande till total paraspinal tvärsnittsarea. Förhållandet mellan muskelmassa minskade från 86 procent före flygning till 72 procent direkt efter flygning. Vid uppföljning, förhållandet återhämtade sig till 81 procent, men var fortfarande lägre än preflight-värdet.
I kontrast, det fanns ingen konsekvent förändring i höjden på de spinala intervertebrala skivorna. Dr Chang och medförfattare skriver, "Dessa mätningar strider mot tidigare hypoteser om effekterna av mikrogravitation på disksvullnad." Ytterligare studier kommer att behövas för att klargöra effekterna på skivhöjden, och om de bidrar till ökningen av kroppshöjden under rymduppdrag, och till den ökade risken för diskbråck.
Under tiden, upptäckten av paraspinal muskelatrofi antyder möjliga förebyggande åtgärder för att minska de spinala effekterna av rymdfärd. Till exempel, kärnstärkande övningar, som de som rekommenderas för patienter med ryggsmärtor på jorden, kan vara ett användbart tillägg till träningsprogrammet för astronauter.
Yoga kan vara ett annat lovande tillvägagångssätt, speciellt för att ta itu med ryggradsstelhet och nedsatt rörlighet. Dr Chang och hans kollegor avslutar:"Om nya träningsmotåtgärder kan förhindra paraspinal muskelatrofi under flygning, förbättra spinal smärta och funktion, förkorta återhämtningstiden, och hur sådan träning kan utföras i en mikrogravitationsmiljö med tillgänglig träningsutrustning behöver ytterligare studier."
Dr Chang kommenterade, "Framför allt denna vetenskap, det jag tycker är den mest unika aspekten med rymdforskning är inspirationen, nyfikenhet och spänning genereras hos nästan alla jag pratar med när det gäller att övervinna personliga utmaningar, ifrågasätter vår plats i universum, och ta itu med förändringar här hemma."
