Vì sao các phi hành gia bị lão hóa hàng chục tuổi sau nhiều tháng sống ngoài vũ trụ?

Đối với các nhiệm vụ kéo dài sáu tháng hoặc lâu hơn, việc các phi hành gia tiếp xúc với trọng lực vi mô khiến họ bị mất xương tương đương với hai thập kỷ lão hóa. Và chỉ một nửa số xương bị mất phục hồi sau một năm trở lại Trái đất.

Các nhà nghiên cứu đã viết trong một nghiên cứu được công bố ngày 30/6 trên tạp chí Scientific Reports .

Xương, giống như cơ bắp, luôn phát triển và chúng đã tiến hóa để tự định hình lại dưới sức căng cơ học liên tục do lực hấp dẫn của Trái đất gây ra . Và, cũng giống như cơ bắp, nếu xương chịu trọng lượng không được sử dụng – chẳng hạn như trong một thời gian dài, trọng lực thấp trong vũ trụ – chúng có thể bị suy yếu không thể phục hồi.

Tác giả chính Leigh Gabel, giáo sư về Kinesiology tại Đại học Calgary ở Canada, cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng, xương chịu trọng lượng chỉ phục hồi một phần ở hầu hết các phi hành gia một năm sau chuyến bay vũ trụ. Điều này cho thấy, sự mất xương vĩnh viễn do bay vào vũ trụ tương đương với một thập kỷ mất xương liên quan đến tuổi tác trên Trái đất.”

Các nhà nghiên cứu đã đánh giá xương của 17 phi hành gia đã ở trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Các phi hành gia – 14 nam và 3 nữ – có độ tuổi trung bình là 47. Thời gian họ ở trên ISS kéo dài từ 4 đến 7 tháng.

Để theo dõi sự suy thoái và phục hồi xương của các phi hành gia, các nhà nghiên cứu đã quét các vùng cụ thể trên cơ thể các phi hành gia – chẳng hạn như cổ tay, mắt cá chân và ống chân – trước khi họ lên ISS và ngay sau khi họ quay trở lại. Sau đó, các nhà khoa học đã tiến hành hai lần quét tiếp theo vào 6 và 12 tháng sau khi các phi hành gia bước lên mặt đất vững chắc.

Quá trình quét được thực hiện bằng một kỹ thuật chụp cắt lớp vi tính định lượng ngoại vi độ phân giải cao (HR-pQCT), giúp xây dựng hình ảnh 3D của cấu trúc xương người ở quy mô mịn hơn chiều rộng của sợi tóc người. Bằng cách sử dụng các bản quét này, các nhà nghiên cứu đã tìm ra hàm lượng khoáng chất trong xương và mật độ xương của các phi hành gia – những chỉ số chính về mức độ dễ bị gãy của xương.

Kết quả cho thấy, trong số 17 phi hành gia, 16 phi hành gia vẫn chưa lấy lại được sức mạnh xương chày trước không gian sau một năm hồi phục. Ngoài ra, sau năm hồi phục, tám phi hành gia đã trải qua hơn sáu tháng sống ngoài vũ trụ có xương chày bị lão hóa một thập kỷ. Ngược lại, xương của cánh tay dưới của các phi hành gia hầu như không bị xấu đi, có thể là do những xương này không chịu được trọng lượng.

Nghiên cứu trước đây đã dự đoán rằng, trong chuyến đi 3 năm tới sao Hỏa, 33% phi hành gia trở về sẽ có nguy cơ bị loãng xương, một tình trạng tiến triển khiến các lỗ và không gian của tổ ong lớn dần lên, khiến họ dễ bị gãy hơn.

Và không chỉ xương bị thoái hóa trong điều kiện trọng lực thấp. Các nghiên cứu trước đây cũng chỉ ra rằng cơ bắp , mắt , não , tim , gai và thậm chí các tế bào đều có thể bị tổn thương khi ở lâu trong không gian – tất cả đều là những thách thức đặc biệt đối với chuyến bay vũ trụ thời gian dài.