Bubliny v srdci a výstupy do vesmíru: zdravotní výzva, kterou NASA řeší na ISS

Kdykoli vzhlédneme k noční obloze a spatříme přelétat onen jasný, neochvějný bod, snadno zapomeneme, jak extrémně nepřátelské je prostředí, v němž se pohybuje. Mezinárodní vesmírná stanice létá v naprostém vakuu a udržení člověka naživu mimo její stíněné moduly vyžaduje fyziologické inženýrství stejně precizní jako u jejích vlastních motorů. Výstup do otevřeného kosmu přesto stále představuje neviditelná rizika, která se odehrávají přímo v krevním oběhu těch na palubě.

Jak uvádí NASA prostřednictvím svého Úřadu hlavního lékaře a zdravotnického ředitele (OCHMO), specializovaná pracovní skupina dokončila důkladný přezkum nejnovějších klinických dat o dekompresní nemoci (DCS), případech žilního tromboembolismu (VTE) v mikrogravitaci a důsledcích přetrvávajícího foramen ovale (PFO). Toto přehodnocení není pouhou byrokratickou formalitou: určuje, jak budou chráněni astronauti provádějící výstupy do volného prostoru na nízké oběžné dráze dnes, a vytváří nepostradatelné lékařské základy pro měsíční program Artemis.

Co se stalo

Lékařský tým americké vesmírné agentury si posvítil na tři úzce propojené biologické jevy, které ohrožují zdraví posádky během výstupů do volného prostoru (EVA):

• Dekompresní nemoc (DCS): Všeobecně známá mezi hloubkovými potápěči; dochází k ní, když člověk rychle přejde z prostředí s vyšším tlakem do prostředí s nižším tlakem, což způsobí, že dusík rozpuštěný v tělesných tkáních vytvoří v krvi plynné bubliny.
• Patentní (otevřené) foramen ovale (PFO): Jde o malý přirozený otvor mezi pravou a levou srdeční síní. U plodu je pro krevní oběh nezbytný, obvykle se však krátce po narození uzavře. Přibližně 25 % zdravé dospělé populace má tento otvor otevřený, aniž by na Zemi pociťovalo jakékoli příznaky. Ve vesmíru však může PFO umožnit, aby mikrobubliny dusíku obešly přirozený filtr plic a pronikly přímo do tepenného oběhu, což hrozí mozkovou nebo neurologickou embolií.
• Žilní tromboembolismus (VTE): Vznik krevních sraženin v hlubokých žilách. Mikrogravitace drasticky mění rozložení tekutin v lidském těle a způsobuje městnání krve v určitých oblastech trupu a krku, což zvyšuje riziko nečekaných trombóz na oběžné dráze.

Pracovní skupina OCHMO porovnala historii protokolů předdýchávání čistým kyslíkem (denitrogenace), záznamy subklinických incidentů a studie cévního ultrazvuku provedené na palubě orbitálního komplexu. Cílem je aktualizovat kritéria výběru astronautů a optimalizovat dekompresní postupy dříve, než posádky začnou vstupovat na jižní pól Měsíce.

Proč na tom záleží

Abychom pochopili rozsah tohoto problému, musíme porozumět tomu, jak funguje skafandr. Uvnitř Mezinárodní vesmírné stanice žijí astronauti při tlaku identickém s hladinou moře: 14,7 libry na čtvereční palec (psi), neboli jedna standardní atmosféra, se směsí 78 % dusíku a 21 % kyslíku. Americký skafandr EMU (Extravehicular Mobility Unit) však funguje při tlaku pouhých 4,3 psi. Pokud by astronaut vstoupil do skafandru přímo bez předchozí přípravy, pokles tlaku by byl tak prudký, že by dusík v jeho těle v krvi doslova vařil, což by způsobilo nesnesitelné bolesti kloubů, dušení nebo paralýzu.

Aby se tomu předešlo, NASA uplatňuje protokoly „předdýchávání“ 100% čistého kyslíku trvající několik hodin, někdy doplněné lehkým cvičením nebo přenocováním při sníženém tlaku v přechodové komoře Quest. Tento proces vyplaví dusík z tkání ještě před otevřením poklopu do vakua. Pokud má však astronaut asymptomatické přetrvávající foramen ovale, bezpečnostní rezerva se dramaticky zmenšuje. Dokonce i nepatrné množství žilních mikrobublin, které by běžný člověk snadno toleroval, může proniknout do tepenné části srdce a dorazit do mozku.

K této výzvě se přidává nedávný objev, že dlouhodobý stav beztíže mění průtok krve ve vnitřní krční žíle. Jelikož nepůsobí gravitace, která by stahovala krev k nohám, tekutiny se hromadí v horní části těla. Průtok krve v krku se může zpomalit, stagnovat nebo se dokonce periodicky obracet, což vytváří ideální podmínky pro vznik sraženin. Když se spojí riziko žilní trombózy a dekomprese při výstupu do vesmíru, organismus čelí dokonalé bouři, kterou musí letecká a kosmická medicína zvládat s matematickou přesností.

To vše nabývá kritické naléhavosti s misemi Artemis. Na stanici může v případě závažné neurologické příhody nebo masivní trombózy záchranná loď dopravit astronauta do pozemské nemocnice během několika hodin. Na povrchu Měsíce nebo při letu k Marsu je však okamžitá evakuace fyzicky nemožná. Měsíční skafandry nové generace budou pracovat s jinými tlakovými profily a astronauti budou provádět výstupy do volného prostoru mnohem častěji a budou fyzicky podstatně náročnější.

Náš pohled

V době psaní této analýzy ukazují data našeho sledování, že Mezinárodní vesmírná stanice letí ve výšce 416 km stálou rychlostí 27 596 km/h. Uvnitř žije posádka, která se střídá v přibližně šestiměsíčních směnách a podstupuje pravidelné lékařské prohlídky – mnohé z nich zahrnují ultrazvuková vyšetření, jež si astronauti provádějí navzájem pod vedením ze Země.

Výstupy do vesmíru často sledujeme prostřednictvím přímých přenosů jako pomalé a poklidné choreografie bílých postav vznášejících se nad modří Země. Tato zpráva nám však připomíná pravdu skrytou pod vrstvami mylaru a kevlaru: každý výstup ven je mezní biologickou zátěžovou zkouškou. Zatímco se astronauti vznášejí před kamerou, jejich srdce pracují při minimálním umělém tlaku a jejich cévní systém bojuje proti tvorbě mikroskopických bublin.

ISS není jen fascinující astronomickou vyhlídkou nebo materiálovou laboratoří; je především klinickou zkušebnou, kde se lidstvo učí přežít mimo svou biologickou kolébku. Každá hodina, kterou astronauti stráví dýcháním kyslíku v přechodové komoře stanice, je nepostradatelným krokem k tomu, aby za několik málo let mohla posádka sestoupit do měsíčního kráteru, aniž by bublina v srdci zmařila její návrat domů.

Až příště za soumraku uvidíš přelétat tuto orbitální laboratoř, vzpomeň si na mimořádnou fyziologickou výzvu, která se v ní odehrává, a použij náš sledovač v reálném čase k pozorování každého jejího oběhu nad tvým městem.