Παρασκευή, 31 Ιουλίου 2015

Το δέρμα των αστροναυτών... λεπταίνει. Space travel thins your skin

Η αστροναύτισσα Σαμάνθα Κριστοφορέτι της ESA μελετήθηκε από τους γερμανούς ερευνητές πριν και μετά το ταξίδι της στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό προκειμένου να δοθεί μια απάντηση σχετικά με τα προβλήματα που εμφανίζει το δέρμα των αστροναυτών στο Διάστημα. European Space Agency (ESA) astronaut Samantha Cristoforetti in the cupola of the International Space Station. Credit: NASA

Μια πολυαναμενόμενη... ανθρώπινη αποστολή στον Κόκκινο Πλανήτη βρίσκεται ακόμη μακριά, καθώς η NASA σχεδιάζει το πρώτο επανδρωμένο ταξίδι στον Άρη τη δεκαετία του 2030. Σε κάθε περίπτωση, όταν φθάσει εκείνη η ώρα, και μόνο η απόσταση των περισσότερων από 55 εκατομμυρίων χιλιομέτρων που θα έχουν να διανύσουν οι αστροναύτες επί τουλάχιστον μισό χρόνο προκειμένου να φθάσουν στον Άρη (χωρίς να αναφερθούμε και στο ταξίδι του γυρισμού) δημιουργεί τεράστιες προκλήσεις. Μεταξύ του πλήθους των εμποδίων που πρέπει να ξεπεραστούν για ένα τέτοιο μακρινό ταξίδι, η υγεία των αστροναυτών κατά τη διάρκεια μιας τόσο μακράς περιόδου στο Διάστημα κρίνεται υψίστης σημασίας.

Το περίεργο φαινόμενο

Επιστήμονες στη Γερμανία χρησιμοποιούν προηγμένες απεικονιστικές τεχνικές προσπαθώντας να κατανοήσουν το εξής περίεργο φαινόμενο: για ποιον λόγο το δέρμα των αστροναυτών γίνεται πιο λεπτό όσο βρίσκονται στο Διάστημα. Οι ερευνητές με επικεφαλής τον καθηγητή Κάρστεν Κένιγκ από το Τμήμα Βιοφωτονικής και Τεχνολογίας Λέιζερ στο Πανεπιστήμιο Σάαρλαντ χρησιμοποιούν τομογραφίες του δέρματος υψηλής ανάλυσης προκειμένου να διερευνήσουν σε βάθος τα δερματικά κύτταρα αστροναυτών πριν και μετά το ταξίδι τους στο Διάστημα.

Οι ειδικοί που ανέπτυξαν την προηγμένη τεχνολογία λέιζερ αναφέρουν ότι η χωρική ανάλυσή της (η ικανότητα εστίασης) είναι χίλιες φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με εκείνη των συσκευών υπερήχων. Αυτή η τεχνολογία έχει μάλιστα την ικανότητα, σύμφωνα με τον καθηγητή Κένιγκ, να φέρει επανάσταση και στη διάγνωση εντός των νοσοκομείων.

Το προηγμένο σκανάρισμα

Researchers analyzed the skin of astronauts Samantha Cristoforetti, Alexander Gerst and Luca Parmitano, both before and after their missions on the global Space Station (ISS) (not pictured here) (Photo: NASA Goddard Space Flight Center).

«Χρησιμοποιούμε παλμούς λέιζερ femtosecond. Σκανάρουμε το δέρμα και λαμβάνουμε σήματα από αυτό, ιδίως φθορίζοντα, καθώς και ένα άλλο σήμα που ονομάζεται δεύτερη αρμονική συχνότητα. Έτσι με αυτά τα δύο σήματα μπορούμε να "χτίσουμε" εικόνες και να δούμε το δέρμα σε υψηλή ανάλυση. Η ανάλυση αυτή είναι χίλιες φορές καλύτερη από εκείνη των υπερήχων. Έτσι μπορούμε πλέον να λαμβάνουμε τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε χωρίς τη διενέργεια βιοψίας, μέσα σε δευτερόλεπτα και με φανταστική ανάλυση» τόνισε ο Κένιγκ προσθέτοντας ότι οι εφαρμογές της μεθόδου περιλαμβάνουν από την ιστολογική ανάλυση για την πρώιμη διάγνωση του καρκίνου ως τον προσδιορισμό των επιδράσεων της γήρανσης του δέρματος.

Τον δρα Κένιγκ, ο οποίος είναι επίσης διευθυντής της γερμανικής εταιρείας JenLab, προσέγγισε ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (European Space Agency, ESA) προκειμένου να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία femtosecond λέιζερ για το πρόγραμμα «Skin B», το οποίο στοχεύει στην κατανόηση «μηχανισμών γήρανσης του δέρματος που είναι πολύ αργοί στη Γη (με αποτέλεσμα να είναι σχεδόν αδύνατη η αποτελεσματική μελέτη τους) αλλά επιταχύνονται σημαντικά σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας».

Όπως λέει ο καθηγητής, «τόσο η ESA όσο και η NASA ήρθαν και μας ζήτησαν, αν είναι δυνατόν, να μελετήσουμε το δέρμα των αστροναυτών. Και αυτό διότι ήθελαν να γνωρίζουν αν λαμβάνει χώρα κάποια ταχεία διαδικασία γήρανσης του δέρματος στο Διάστημα και ποιες ακριβώς αλλαγές παρατηρούνται στους αστροναύτες, καθώς εργάζονται επί έξι μήνες μακριά από τη Γη. Και αυτό διότι πολλοί αστροναύτες παραπονιούνται για δερματικά προβλήματα».

Μελέτη «πριν και μετά»

Ο Ιταλός αστροναύτης Λούκα Παρμιτάνο (αριστερά) είναι επίσης ένα από τα... πειραματόζωα των επιστημόνων που μελετούν την επίδραση των διαστημικών συνθηκών στο δέρμα. O Γερμανός Αλεξάντερ Γκερστ συμμετείχε επίσης στο πείραμα του... δέρματος.

Μέχρι στιγμής η ερευνητική ομάδα έχει «σαρώσει» το δέρμα τριών αστροναυτών πριν και μετά το ταξίδι τους στο Διάστημα: πρόκειται για τους Ιταλούς Λούκα Παρμιτάνο και Σαμάνθα Κριστοφορέτι καθώς και τον Γερμανό Αλεξάντερ Γκερστ.

Η Κριστοφορέτι της ESA εξετάστηκε πριν από το ταξίδι της στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) τον Νοέμβριο του 2014. Όταν επέστρεψε στη Γη ύστερα από 199 ημέρες, στις 11 Ιουνίου του 2015, έγινε κάτοχος ενός νέου ρεκόρ παραμονής μιας μόνο γυναίκας στο Διάστημα (το προηγούμενο ρεκόρ κατείχε η Σουνίτα Γουίλιαμς της NASA με 195 ημέρες παραμονής στο Διάστημα το 2006-2007). Τα δερματικά κύτταρα της Κριστοφορέτι εξετάστηκαν από τον δρα Κένιγκ με χρήση του πανίσχυρου λέιζερ μετά την επιστροφή της, οδηγώντας σε αναπάντεχα αποτελέσματα.

Συρρίκνωση της επιδερμίδας

Astronaut Paolo Nespoli sleeps during a 2007 mission on board the ISS. Credit: NASA

«Έχουμε ήδη ενδιαφέροντα αποτελέσματα από τους τρεις αστροναύτες που έχουμε μελετήσει ως τώρα. Φαίνεται ότι στο Διάστημα λαμβάνει χώρα μεγάλη παραγωγή κολλαγόνου. Ξαφνικά οι αστροναύτες έχουν περισσότερο κολλαγόνο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάποιου είδους αντιγηραντική επίδραση, τουλάχιστον στο κατώτερο τμήμα του δέρματος, τη δερμίδα. Συγχρόνως ανακαλύψαμε ότι η επιδερμίδα, κυρίως το τμήμα των ζώντων κυττάρων, συρρικνώνεται, οπότε το δέρμα γίνεται πιο λεπτό» εξήγησε ο καθηγητής Κένιγκ.

Συμπλήρωσε ότι δεν υπάρχει ακόμη εξήγηση για το φαινόμενο. Η ερευνητική ομάδα αναμένει να εξετάσει και άλλους αστροναύτες ώστε να καταλάβει τι συμβαίνει και έτσι να προστατεύσει τους ταξιδιώτες του Διαστήματος από τη... συρρίκνωση της επιδερμίδας τους. «Είδαμε ότι η επιδερμίδα λεπταίνει κατά σχεδόν 20% και μέχρι στιγμής δεν έχουμε εξήγηση για αυτό. Ωστόσο αυτό συνέβη μέσα σε έξι μήνες. Το ερώτημα είναι αν κάποιος πάει στον Άρη - το ταξίδι αυτό απαιτεί ένα-δύο χρόνια ή και παραπάνω - τι θα γίνει με την επιδερμίδα του. Διότι δεν είναι προφανώς καλό να λεπταίνει συνεχώς».