5 điều thay đổi kinh ngạc trong cơ thể người trên vũ trụ

Tim Peake vừa chính thức trở thành phi hành gia người Anh đầu tiên đi bộ trong không gian. Viên cựu sĩ quan không quân Anh này đã trải qua một tháng trong môi trường vi trọng lực sau khi được tên lửa Soyuz của Nga chuyên chở tới Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) ngày 15/12/2015. Tuy nhiên, việc đi bộ trong không gian chắc chắn sẽ là thử thách khắc nghiệt nhất đối với anh.

Câu hỏi đặt ra ở đây là, phi hành gia Peake sẽ phải trải qua những gì trong thời gian sống và làm việc trên trạm ISS? Theo các chuyên gia, du hành vũ trụ dẫn tới nhiều thay đổi đáng kinh ngạc đến cơ thể con người, theo nhiều nghiên cứu được tiến hành kể từ phi hành gia Nga Yuri Gargarin thực hiến chuyến bay đưa người vào không gian lần đầu tiên năm 1961.

Dưới đây là một số thứ chắc chắn sẽ xảy ra với cơ thể bạn, nếu bạn chuẩn bị có một chuyến du hành vào không gian:

1. Cơ xương yếu hơn

Hệ thống cơ xương là hệ thống cơ quan lớn nhất của cơ thể người. Hàng trăm cơ được sử dụng để duy trì tư thế (đứng, ngồi) và thực hiện hàng loạt cử động với các điều kiện trọng tải khác nhau, dưới tác động của trọng lực trên Trái đất.

Các cơ xương có khả năng thích ứng với các mục đích và trọng tải khác nhau áp đặt lên chúng - phẩm chất mà chúng ta gọi là "tính mềm dẻo". Song, cũng giống như sự thiếu vận động, các chuyến bay vào không gian dẫn đến việc mất cả khối lượng (teo mòn) và sức mạnh của cơ xương.

Trong các chuyến bay dài trong không gian lên trạm ISS, các nhà nghiên cứu phát hiện, 37 thành viên phi hành đoàn trải nghiệm sự suy giảm sức mạnh đẳng động lực học trung bình từ 8 - 17%. Đàn ông và phụ nữ đều chịu tác động tương tự nhau. Trong thực tế, sự suy thoái này xảy ra ngay cả khi các phi hành gia tuân theo một chế độ tập luyện thể dục nghiêm ngặt. Kết quả các nghiên cứu hé lộ, khoảng 30% sức mạnh cơ bắp bị mất sau khi trải qua 110 - 237 ngày trong môi trường vi trọng lực.

2. Trái tim suy yếu

Nhiều phần của hệ thống tim mạch, bao gồm cả trái tim, chịu ảnh hưởng của trọng lực. Chẳng hạn như trên Trái đất, các mạch máu trong chân của chúng ta hoạt động chống lại trọng lực để đưa máu trở lại trái tim. Song, không có trọng lực, trái tim và các mạch máu sẽ thay đổi. Chuyến bay vào không gian càng dàu, các thay đổi càng nghiêm trọng.

Ví dụ như, kích cỡ và hình dạng của trái tim thay đổi theo vi trọng lực. Tâm thất phải và trái suy giảm khối lượng. Điều này có thể vì sự suy giảm về thể tích dịch (máu) cũng như những thay đổi về khối lượng vách tim. Nhịp tim của người (số nhịp đập/phút) trong vũ trụ cũng thấp hơn trên Trái đất. Trong thực tế, các nhà nghiên cứu khám phá ra rằng, nhịp tim của những người đứng thẳng trên trạm ISS tương đương nhịp tim của họ trong lúc đang nằm nghỉ ngơi trước chuyến bay trên Trái đất. Áp huyết trong không gian cũng thấp hơn trên Trái đất.

Trong không gian, sản lượng máu bơm ra từ tim mỗi phút cũng suy giảm. Nếu không có trọng lực, cơ thể người còn chứng kiến sự tái phân bố máu: máu tụ ở chân nhiều hơn và ít máu quay trở lại tim hơn, dẫn đến việc ít máu được bơm ra khỏi tim hơn. Sự teo mòn cơ cũng góp phần dẫn tới lưu lượng máu tới các chi dưới giảm.

3. Sức khỏe giảm sút

Sự suy giảm lưu lượng máu tới các cơ cùng với sự teo mòn cơ ảnh hưởng tới khả năng tăng cường nhịp hô hấp và nhịp tim. Điều này có thể được xác định thông qua các cuộc kiểm tra VO2max và VO2peak. Các thay đổi đối với cả cơ và hệ thống tim mạch, bắt nguồn từ việc du hành vũ trụ, góp phần dẫn tới sự suy giảm sức khỏe.

Chẳng hạn như, 9 - 14 ngày bay vào vũ trụ, khả năng tăng cường nhịp hô hấp và nhịp tim (VO2peak) bị giảm 20 - 25%. Song, trong các chuyến bay dài hơn vào vũ trụ ( 5 - 6 tháng), sau sự suy giảm khả năng tăng cường nhịp hô hấp và nhịp tim ban đầu, cơ thể dường như tìm cách bù đắp và các chỉ số được cải thiện dần, mặc dù chúng không bao giờ quay lại được mức cũ như trước chuyến đi.

4. Mất xương

Trên Trái đất, các ảnh hưởng của trọng lực và trọng tải cơ học cần thiết để duy trì các xương của chúng ta. Trong không gian, điều này không xảy ra. Thông thường, xương trải qua việc tái sửa đổi liên tục, với sự tham gia của 2 loại tế bào: nguyên bào xương (các tế bào tạo ra và điều phối chất nền xương) và hủy cốt bào (các tế bào thấm hút chất nền xương). Tuy nhiên, trong các chuyến bay vào vũ trụ, sự cân bằng của 2 quá trình này bị biến đổi, dẫn đến việc suy giảm mật độ khoáng chất xương. Nghiên cứu chỉ ra việc mất 3,5% xương xảy ra sau 16 - 28 tuần du hành vũ trụ và 97% trong số đó là ở các xương mang khối lượng, chẳng hạn như khung xương chậu và các chân.

5. Tổn hại hệ miễn dịch

Hệ miễn dịch, vốn bảo vệ cơ thể trước sự tấn công của bệnh tật, cũng bị ảnh hưởng trong chuyến bay vào không gian. Có rất nhiều yếu tố góp phần dẫn đến tình trạng này, bao gồm cả bức xạ, vi trọng lực, stress, sự cô lập và các thay đổi trong chu kỳ sinh học (chu kỳ thức - ngủ kéo dài 24 giờ mà chúng ta vẫn tuân theo trên Trái đất).

Ngoài ra, trong không gian, các phi hành gia sẽ tương tác với các vi khuẩn từ chính cơ thể họ, từ các thành viên khác trong phi hành đoàn, từ thức ăn cũng như môi trường của họ. Tất cả chúng có thể làm thay đổi phản ứng miễn dịch của họ, dẫn đến các tình huống đầy thách thức và làm gia tăng nguy cơ nhiễm trùng giữa các thành viên phi hành đoàn và việc nhiễm bẩn từ các địa điểm ngoài hành tinh.