Tror du att det kan vara kul att bo i rymden? Det är bättre att fråga dina ben.
Jordens rymdorganisationer har tacklat några av de största hindren för att leva i rymden, med trycksatta rymddräkter som kompenserar det dödliga vakuumet och avleder inkommande sol- och kosmiska strålar. Men i avsaknad av gravitation förlorar astronauter ombord på den internationella rymdstationen fortfarande upp till 10 gånger mer benmassa än de flesta jordbundna postmenopausala kvinnor.
I ett försök att ta itu med denna benförlust fann forskare från University of Washington 22 frivilliga för en studie som använder sängstöd som en analog av rymdfärd. Den nuvarande skörden av frivilliga är halvvägs genom sitt åtagande att ligga kvar i sängen, i sex graders lutning med huvudet nedåt i 84 dagar. Studieämnena är fortfarande sunda, och redan är resultaten lovande.
Foto med tillstånd av Peter Cavanagh, University of Washington
Överraskande nog är det inte nödvändigtvis studenter som svarar på samtalet. Volontärer måste vara minst 22 år gamla, så resultaten gäller åldersintervallet för personer som mest sannolikt är astronauter.
Lutningen med huvudet nedåt efterliknar många av de fysiologiska anpassningar som astronauter upplever under rymdfärd, såsom kroppsvätskor som flyttas mot huvudet. Sängstödets inneslutning efterliknar den fullständiga 'avlastningen' av rörelseapparaten som astronauter känner när de flyter genom rymden på grund av bristen på gravitation, vilket påskyndar benförlusten.
Studieledare Peter Cavanagh, professor i ortopedi och idrottsmedicin vid University of Washington, sa att de frivilliga måste höjas till en stående position vid slutet av sin mandatperiod mycket långsamt, 'eftersom de är mycket sannolikt att svimma' tills hjärtat återfår sin förmågan att trycka blod till hjärnan. Ibland, sa han, frivilliga känner smärta i botten av sina fötter när de äntligen lägger ner dem, och har problem med att navigera i hörn när de går.
'De känner sig lite allmänt svaga,' sa Cavanagh. 'Vi fick dem genomgå två veckors rehab, och vi köper dem ett medlemskap på hälsoklubben för ytterligare en månad.'
I det avseendet liknar studievolontärernas erfarenhet den hos astronauter som återvänder från långa anfall i rymden. Men för hälften av studieämnena finns det en viktig skillnad - det är i deras framsteg.
Hälften av studiedeltagarna utför individuellt ordinerad intermittent löpbandsträning som liknar träning av astronauter i rymden – men med en viktig skillnad: de dras mot löpbandets yta av en sele som applicerar större kraft än vad forskargruppen tidigare har mätt under gång och löpning på den internationella rymdstationens löpband.
Resultaten från den första halvan av studien är 'extremt lovande', sa Cavanagh. Av de fem försökspersoner som hittills har tilldelats träningsgruppen, har benförlust i fyra av dem förhindrats i viktiga skelettregioner genom motåtgärden för löpbandsträning, medan de sex icke-tränade kontrolldeltagarna alla förlorade benmassa.
'Vi har funnit att vi i genomsnitt kan förhindra benförlust i en viktig region av höften med denna intervention,' sa Cavanagh. 'Ingen sänglägesstudie någonsin tidigare har åstadkommit detta.'
Cavanagh sa att studieresultaten kommer att påverka benhälsan i rymden genom att förbättra träningsrecept för astronauter på framtida rymduppdrag. Här på jorden kan arbetet hjälpa forskare att förstå hur individualiserade träningsprogram påverkar ålders- och könsrelaterad osteoporos.
När det gäller volontärerna uppmuntrar studieledarna dem att 'uppnå något speciellt', sa Cavanagh. 'En del försökte lära sig spanska. Vi hade andra som förberedde sig för tentor och gjorde saker som de skulle ha svårt att göra om de levde sitt liv med de typiska distraktionerna.”
Cavanagh sa att studieämnena hålls upptagna med tester under veckan, men helgerna kan vara svåra.
Volontärerna tjänar runt $8 i timmen, men de arbetar 24 timmar om dygnet.
'Ett av mina mest tillfredsställande ögonblick,' sa Cavanagh, 'är att ge dem en check på $12 000 i slutet.'
Källa: University of Washington och Peter Cavanagh
Lades till 24/3:Se en intervju med studiedeltagaren Tabitha Garcia hos författaren Anne Minard Blogg .