Zdjęcie: Adobe Stock
Jak twierdzi prof. Jacek Kot, specjalista medycyny hiperbarycznej z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, krótka podróż w kosmos wiąże się z mniejszym obciążeniem dla organizmu człowieka w porównaniu do nurkowania głębinowego.
We wtorek 10 czerwca misja kosmiczna Ax-4 ma wystartować z Kennedy Space Center na Florydzie (USA), a wśród jej członków znajdzie się polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski. W skład zespołu misji wchodzą również: Peggy Whitson (USA), Shubhanshu Shukla (Indie) i Tibor Kapu (Węgry).
„Dla zdrowego człowieka krótki pobyt na orbicie jest fizjologicznie mniej wymagający niż nurkowanie głębokie. W razie wypadku na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej astronauci mogą wrócić na Ziemię w ciągu kilku dni. Natomiast wydobycie nurka saturacyjnego z głębokości nawet 100 metrów wymaga procesu dekompresji, który może trwać nawet tydzień” – poinformował PAP ekspert medycyny hiperbarycznej prof. Jacek Kot.
„Od samego początku medycyna kosmiczna czerpała z wiedzy medycyny nurkowej” – zauważył badacz z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Wyjaśnił, że astronautyka musi zrozumieć, jak ludzkie ciało radzi sobie z wahaniami ciśnienia, ponieważ są to zazwyczaj główne wyzwania dla odkrywców podczas ekstremalnych misji.
Prof. Kot przypomina, że na początku ery kosmicznej – na przykład podczas programu Apollo – ciśnienie wewnątrz statków kosmicznych zostało obniżone do minimalnego poziomu, jaki ludzie mogli tolerować: zaledwie 0,26–0,3 atmosfery. Lekkie materiały używane do budowy statków kosmicznych były niewystarczająco wytrzymałe, aby wytrzymać ciśnienia porównywalne z tymi na Ziemi.
Jednak obniżone ciśnienie oznaczało, że astronauci musieli przejść proces adaptacji do nowego środowiska, znany jako dekompresja. Ponadto w takich warunkach zwykłe powietrze (składające się w 20 procentach z tlenu i w 80 procentach z azotu) staje się toksyczne, ponieważ ciśnienie parcjalne tlenu jest zbyt niskie, aby podtrzymywać procesy życiowe; stąd astronauci musieli wdychać czysty tlen, który jest wysoce łatwopalny.
„Każda iskra lub przegrzanie może potencjalnie spowodować pożar. Dlatego w całej historii podróży kosmicznych, w tym programu Apollo, spotykaliśmy się z pożarami – zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi podczas szkoleń” – opisał prof. Kot.
Dodał, że z czasem nauczyli się konstruować bardziej wytrzymałe pojazdy. W ten sposób przez dziesięciolecia załogowe misje kosmiczne utrzymywały ciśnienie atmosferyczne podobne do tego na Ziemi.
Obecnie astronauta mierzy się ze zmianami ciśnienia tylko w dwóch scenariuszach: gdy dochodzi do przecieku w kabinie lub podczas spacerów kosmicznych – w skafandrze, gdzie ciśnienie musi zostać obniżone, aby ułatwić ruch. „Wymaga to odpowiedniego przygotowania, tj. procesu dekompresji, podobnego do tego wymaganego w przypadku nurków” – wyjaśnił naukowiec.
Podczas gdy organizm zazwyczaj dobrze adaptuje się do rosnącego ciśnienia, jego gwałtowny spadek może stwarzać zagrożenia dla zdrowia – potencjalnie prowadząc do choroby dekompresyjnej. Prof. Kot porównuje to do nagłego otwarcia butelki napoju gazowanego: pęcherzyki gazu, które zostały rozpuszczone w cieczy pod wysokim ciśnieniem, są szybko uwalniane. Dlatego należy otwierać butelkę powoli, a nie gwałtownie. Podczas dekompresji pęcherzyki mogą tworzyć się w stawach, mięśniach, krwi, a nawet mózgu lub rdzeniu kręgowym, co prowadzi do choroby dekompresyjnej – często związanej z bólem stawów, paraliżem, a nawet utratą przytomności. Leczenie polega na redukcji pęcherzyków powietrza i odbywa się w komorze hiperbarycznej.
Nurkowie saturacyjni, którzy operują pod podwyższonym ciśnieniem przez tygodnie, potrzebują 100–200 godzin (tj. 4–8 dni) dekompresji, aby wynurzyć się z głębokości 100 metrów. Prof. Kot wyjaśnił, że tacy nurkowie zazwyczaj nie śpią pod wodą – są transportowani ze swojego miejsca pracy na powierzchnię w dzwonach nurkowych, utrzymując stałe ciśnienie. Sam proces dekompresji odbywa się w komorach hiperbarycznych.
Oznacza to, że jeśli nurek dozna zawału serca, zapalenia wyrostka robaczkowego lub innego poważnego urazu, może minąć kilka dni, zanim dotrze do szpitala. Tymczasem astronauta może zostać ewakuowany ze stacji kosmicznej w sprzyjających okolicznościach nawet tego samego dnia, podkreślił badacz.
„Podczas nurkowania każde 10 metrów głębokości odpowiada wzrostowi ciśnienia o jedną atmosferę” – wyjaśnił prof. Kot. Zauważył, że „na głębokości 100 metrów ciśnienie jest zatem dziesięć razy większe niż na powierzchni”. Jak zaznaczył, tak znaczących zmian ciśnienia nie spotyka się podczas lotów kosmicznych.
Fizjologiczne wyzwania związane z nurkowaniem obejmują nie tylko ciśnienie, ale także skład gazów wdychanych przez nurków. „Standardowa mieszanka powietrza staje się niebezpieczna nawet na umiarkowanych głębokościach. Nadmiar tlenu może uszkodzić płuca, a nawet mózg. Ponadto azot może wywoływać efekty podobne do zatrucia alkoholowego, znane jako „efekt Martini”” — stwierdził ekspert.
Im głębiej się nurkuje, tym bardziej złożone stają się mieszanki oddechowe. Profesjonalni nurkowie wykorzystują mieszanki gazowe (tlen, azot, hel, a nawet wodór) dostosowane do konkretnych głębokości. Jednak nawet te mieszanki – gdy są rozpuszczone w organizmie – niosą ze sobą ryzyko choroby dekompresyjnej podczas wynurzania.
Jak podkreślił prof. Kot, nurkowanie głębinowe pozostaje dziś większym wyzwaniem niż podróże kosmiczne. „Podczas gdy loty kosmiczne zostały stosunkowo opanowane z punktu widzenia fizjologii człowieka, nurkowanie na większe głębokości pozostaje poważnym wyzwaniem. Kosmos jest fascynujący, a jego eksploracja jest trudna, ale nurkowanie głębinowe jest jeszcze trudniejsze i bardziej obciążające dla organizmu” – podsumował badacz.
Nauka w Polsce, Ludwik Tomal
lt/ bar/ amac/
