Hibernácia astronautov na dlhých vesmírnych letoch nebude len sci-fi

Výskumníčka Európskej vesmírnej agentúry (ESA) si myslí, že prvé štúdie hibernácie s ľudskými subjektmi by mohli byť uskutočniteľné v priebehu desiatich rokov. Takéto experimenty by otvorili cestu k dlhodobým vesmírnym misiám, pri ktorých by členovia posádky boli uvedení do ochranného spánku na niekoľko týždňov alebo mesiacov na ceste do vzdialených destinácií. Hibernácia na ročnej ceste na Mars by nezabránila len nude v malej vesmírnej kapsule; ušetrilo by to aj náklady na misiu, keďže hibernujúci členovia posádky by nepotrebovali jesť ani piť a dokonca by spotrebovali oveľa menej kyslíka ako v bdelom stave.

Existujú však aj iné, dosť zvláštne výhody hibernácie. Výskum na zvieratách naznačuje, že telá hibernujúcich astronautov by mohli strácať energiu oveľa menej ako telá tých, ktorí sú v mikrogravitácii pri vedomí. Po prílete by tak boli fit a pripravení začať náročný prieskum takmer okamžite po nadobudnutí vedomia. Hibernácia, známa aj ako torpor, sa už objavila v mnohých sci-fi filmoch – od Votrelca až po 2001: Vesmírna odysea. V nich fiktívni vesmírni cestovatelia prekonali obrovské vzdialenosti, ležiac v bezvedomí v hi-tech moduloch, zatiaľ čo roboty a umelá inteligencia udržiavali ich vesmírnu loď v stabilnom kurze.

Podľa Jennifer Ngo-Anh, koordinátorky výskumu Human and Robotic Exploration v ESA a spoluautorky nedávneho dokumentu, ktorý načrtáva prístup vesmírnej agentúry k výskumu hibernácie, uvedenie ľudí do dlhodobého umelo vyvolaného torporu nemusí byť nápad pritiahnutý za vlasy. Prvé pokusy s ľudským torporom by sa mohli uskutočniť už v polovici 30. rokov 21. storočia.

Prvé štúdie ukázali, že možno vyvolať torpor u zvierat, ktoré inak nehibernujú, ako sú napr. potkany, a o niekoľko dní ich bezpečne priviesť späť k životu. Proces spúšťania hibernácie je pomerne zložitý a zahŕňa zníženú expozíciu dennému svetlu a obdobie intenzívneho kŕmenia, po ktorom nasleduje prísny pôst. Potkany dostávajú neurotransmiter, a sú prenesené do tmavého priestoru so zníženou teplotou. Funguje to dobre, ale problém je v tom, že na udržanie stavu treba opakovane aplikovať signálnu molekulu a udržiavať veľmi vysoké hladiny neurotransmitera, čo by mohlo mať z dlhodobého hľadiska škodlivé účinky.

Otázne je, či by navodený torpor mohol byť niekedy dostatočne bezpečný na to, aby sa mohol vyvolať u vesmírnych cestovateľov v malých kozmických lodiach s minimálnym lekárskym dohľadom a vybavením. Ngo-Anh vidí problém z inej perspektívy. Podľa nej by torpor mohol byť jedinou schodnou cestou pre dlhodobé vesmírne misie. Strata kostnej a svalovej hmoty je pre astronautov veľký problém. Dokonca aj na Medzinárodnej vesmírnej stanici, kde sú k dispozícii špičkové fitnes stroje a dodržiavajú sa prísne cvičebné protokoly, astronauti stratia až 20 % svalovej hmoty za mesiac.

Ich kosti tiež postupne slabnú. Posádky vracajúce sa na Zem sú často prepravované zdravotníckym personálom na invalidných vozíkoch a nosidlách. Po pristátí na Marse ich však nebudú čakať žiadne podporné tímy. Výskumy ukazujú, že účinky mikrogravitácie na ľudský organizmus sa podobajú účinkom dlhodobého odpočinku na lôžku. Zvláštne je, že odpočinok na lôžku počas hibernácie vôbec nemá takéto účinky. Zvieratá, ktoré sa prebudili z hibernácie, vykazovali prekvapivo vysokú úroveň kondície. V priebehu niekoľkých sekúnd si napríklad spomenuli, kde si ukryli jedlo predtým, ako upadli do hibernácie.

Vedci sa domnievajú, že kľúčom k ochranným účinkom stavu torporu je jeho fyziológia. Hoci hibernácia na prvý pohľad pripomína spánok, v tele tento proces funguje úplne inak. Na rozdiel od spiaceho mozgu hibernovaný mozog neprodukuje takmer žiadnu elektromagnetickú aktivitu. Tepová frekvencia zvieraťa v torpore klesne len na niekoľko úderov za minútu a jeho telesná teplota sa zníži na úroveň, ktorá by sa inak považovala za nebezpečné podchladenie. Dokonca aj bunky, ktoré tvoria telo zvieraťa, prestanú spracovávať alebo vytvárať živiny, deliť sa a odumierať. Podľa všetkých biologických meradiel je torpor takmer ako stlačenie tlačidla „pauza“.

Práve táto vlastnosť stavu torporu je kľúčom k jeho sľubnému využitiu pri vesmírnych letoch. Hibernujúci astronaut v kapsule smerujúcej na Mars by nielenže ušetril agentúre náklady na vodu, jedlo a kyslík. S najväčšou pravdepodobnosťou by sa prebudil pomerne fit a netrpel by mnohými negatívnymi vedľajšími účinkami dlhodobého pobytu na lôžku alebo života v mikrogravitácii. Štúdie totiž ukazujú, že spomalené bunky hibernujúceho tela nepoškodí radiácia, ktorá je jednou z najväčších zdravotných obáv počas dlhodobých vesmírnych misií. 

Tieto ochranné vlastnosti robia z hibernácie fascinujúcu možnosť nielen pre vesmírne lety, ale aj pre medicínu. Pacienti dlhodobo pripútaní na lôžko a pacienti v lekársky vyvolanej kóme totiž rýchlo chradnú a ich zotavovanie je pomalé a namáhavé. Spomalenie životných procesov vrátane tých degradačných na minimum pomocou hibernácie by poskytlo časový úsek, ktorý by lekárom umožnil hľadať riešenia bez toho, aby museli pretekať s časom.

Hoci väčšinu súčasného výskumu hibernácie financujú vesmírne agentúry a zoologické inštitúcie, je pravdepodobné, že prvý človek, ktorý sa dostane do tohto stavu, bude pacient na jednotke intenzívnej starostlivosti. Výskumníci sa však zhodujú, že na to, aby bola hibernácia pri vesmírnych letoch užitočná, musela by fungovať bez komplikovaných prístrojov na podporu života a neustále monitorovaných intravenóznych liniek.  

Zdroj: space.com.