Uzay Yolculuğunun İnsan Sağlığı Üzerindeki Etkileri Nelerdir?

Uzay yolculuğu insan fizyolojisini yer yüzündeki yaşam koşullarından temelden farklı bir ortama maruz bırakarak çok sayıda organ ve sistem üzerinde önemli adaptif ve patolojik değişikliklere neden olmaktadır. Mikrogravite ortamı, kozmik radyasyon maruziyeti, izolasyon ve hapsolma stresi, değişen sirkadiyen ritimler ve kapalı yaşam alanının yarattığı psikososyal baskılar uzay ortamının insan sağlığını etkileyen başlıca fiziksel ve psikoljik faktörleridir. Uluslararası Uzay İstasyonu'nda altı aylık görevlerden Mars'a yıllarca sürecek yolculuklara kadar uzayan misyon süreleriyle birlikte bu sağlık etkilerinin anlaşılması ve karşı önlemlerin geliştirilmesi uzay tıbbının en kritik araştırma alanlarından birini oluşturmaktadır.

Kas-İskelet Sistemi Etkileri

Mikrogravitede kemik kaybı uzay yolculuğunun en iyi belgelenmiş fizyolojik etkilerinden biridir. Yer yüzündeki yerçekimi yükünün ortadan kalkmasıyla kemik üzerindeki mekanik stres azalır ve osteoklastik rezorpsiyon osteoblastik formasyonu aşarak net kemik kaybına neden olur. Ağırlık taşıyan kemiklerde özellikle femur boynu, pelvis ve lomber vertebralarda ayda yaklaşık yüzde bir ila iki oranında kemik mineral yoğunluğu kaybı oluşmakta olup bu oran postmenopozal osteoporozda gözlenen yıllık kaybın on ila on iki katına karşılık gelmektedir. Altı aylık bir uzay görevinde toplam yüzde beş ila on kemik kaybı yaşanabilmekte ve tam iyileşme dünya dönüşünden sonra iki ila üç yıl sürebilmektedir.

Kas atrofisi mikrogravitede yerçekimine karşı çalışan antigravite kaslarının yeterince kullanılmamasıyla hızla gelişmektedir. Alt ekstremite kasları quadriceps, gastroknemius ve paraspinal kaslar en fazla etkilenen kas gruplarıdır ve uzay görevinin ilk haftalarında kas hacminde yüzde on ila yirmiye varan kayıplar bildirilmiştir. Kas gücü ve dayanıklılık kaybı astronotların dünya dönüşünde ayakta durma, yürüme ve günlük aktiviteleri gerçekleştirme kapasitelerini önemli ölçüde etkiler. Dirençli egzersiz programları Advanced Resistive Exercise Device gibi ekipmanlarla uygulanan günlük iki saat egzersiz kas ve kemik kaybını yavaşlatmada en etkili karşı önlem olarak uygulanmakta ancak kaybı tamamen önleyememektedir.

Kardiyovasküler Sistem Değişiklikleri

Mikrogravitede sıvı dağılımının değişmesi kardiyovasküler sistemin en erken ve en belirgin adaptasyonudur. Yerçekiminin yokluğunda alt ekstremitelerden yaklaşık iki litre kan ve interstisyel sıvı baş ve göğüs bölgesine redistribüe olur ve bu durum yüz şişmesi, burun tıkanıklığı ve baş ağrısına neden olan karakteristik puffy face sendromuna yol açar. Kardiyak dekondisyonlanma mikrogravitede kalbin iş yükünün azalmasıyla gelişen miyokardiyal atrofi ve stroke volüm azalmasıdır. Altı aylık uzay görevlerinde sol ventrikül kütlesinde yaklaşık yüzde oniki ila on beş oranında azalma bildirilmiştir.

Ortostatik intolerans uzay dönüşü sonrası astronotların dik pozisyonda kan basıncını sürdürememesi durumudur ve baş dönmesi, görme bulanıklığı ve senkop riskiyle kendini gösterir. Baroreflex duyarlılığının azalması, plazma hacminin düşmesi ve periferik vasküler tonusun yetersizliği bu intoleransın patofizyolojik temelini oluşturmaktadır. Venöz staz ve tromboz riski sıvı redistribüsyonu ve fiziksel inaktivitenin birleşimiyle artmakta olup Internal Jugular Ven trombozunu da içeren trombotik olaylar ISS mürettebatında bildirilmiştir. Arteriyal sertleşme ve endotelyal disfonksiyon uzun süreli uzay maruziyetinin vasküler yapı üzerindeki potansiyel uzun vadeli etkileri olarak araştırılmaktadır.

Nörooksüler ve Sinir Sistemi Etkileri

Uzay uçuşuna bağlı nörooksüler sendrom SANS mikrogravitede intrakranial basınçın artması sonucu optik disk ödemi, glob düzleşmesi, koroidal kıvrımlar ve hipermetropik kayma şeklinde oftalmolojik değişikliklere neden olan ciddi bir durumdur. Uzun süreli uzay görevlerinde astronotların yüzde altmış ila yetmişinde bir dereceye kadar görme değişiklikleri bildirilmiş olup bazı vakalarda bu değişiklikler dünya dönüşünden sonra da persiste edebilmektedir. Sefalik sıvı şifti sonucu likör basıncının artması, venöz drenajın bozulması ve beyin parankiminin reorganizasyonu bu sendromun önerilen patofizyolojik mekanizmalarıdır.

Vestibüler adaptasyon mikrogravitede otolitik organların yerçekimi referansını kaybetmesiyle ortaya çıkan uzay hareket hastalığı ve uzaysal yönelim bozukluklarını kapsamaktadır. Astronotların yaklaşık yüzde altmış ila sekseninde görevin ilk iki ila üç gününde bulantı, kusma, baş dönmesi ve koordinasyon bozukluğu görülür ve genellikle üç ila beş gün içinde santral adaptasyonla geriler. Bilişsel değişiklikler reaksiyon sürelerinde uzama, dikkat bölünmesi, uzaysal bellek bozuklukları ve karar verme kapasitesinde değişiklikler uzun süreli uzay görevlerinde bildirilmiş nöropsikiyatrik bulgulardır.

Radyasyon Maruziyeti ve Kanser Riski

Kozmik radyasyon Galaktik Kozmik Işınlar ve Güneş Parçacık Olayları uzay yolculuğunun en ciddi uzun vadeli sağlık risklerinden birini oluşturmaktadır. Dünya manyetosferi ve atmosferi tarafından büyük ölçüde filtrelenen bu yüksek enerjili parçacıklar uzay ortamında doğrudan ve yoğun bir şekilde insan dokularını etkilemektedir. ISS yörüngesinde günlük radyasyon dozu dünya yüzeyindekinin yaklaşık iki yüz ila üç yüz katıdır ve altı aylık bir görevde toplam maruziyet yaklaşık elli ila iki yüz milisievert arasında değişmektedir. Mars görevinde ise Van Allen kuşaklarının dışına çıkıldığında maruziyet çok daha yüksek düzeylere ulaşarak toplam bir sievert civarına yükselebilir.

Kanser riski radyasyon maruziyetinin en endişe verici uzun vadeli sonucudur ve yüksek enerjili parçacıkların DNA hasarı, genomik instabilite ve mutasyona neden olarak karsinogenezi tetikleyebileceği bilinmektedir. NASA modelleri Mars görevinden dönen bir astronotun yaşam boyu kanser mortalite riskinin yüzde üç ila beş artacağını tahmin etmektedir. Merkezi sinir sistemi üzerine radyasyon etkileri nörodejenerasyon, bilişsel bozulma ve davranış değişikliklerini içerebilir ve hayvan çalışmalarında kronik düşük doz radyasyonun hipokampal nörogenezi azalttığı gösterilmiştir. Radyasyon zırhlaması, farmakolojik radyoprotektanlar ve biyolojik karşı önlemler Mars görevleri için geliştirilmekte olan koruyucu stratejilerdir.

Psikososyal Etkiler ve İmmün Sistem

İzolasyon, hapsolma ve monotoni uzun süreli uzay görevlerinin en önemli psikososyal stres kaynaklarıdır. Küçük bir mürettebatla sınırlı bir alanda uzun süre yaşama zorunluluğu kişilerarası çatışmalar, motivasyon kaybı, depresif belirtiler ve anksiyete gibi psikolojik sorunlara zemin hazırlayabilmektedir. Dünya ile iletişim gecikmesi özellikle Mars görevlerinde yirmi iki dakikaya kadar çıkabilecek gecikme izolasyon hissini artırarak psikolojik dayanıklılığı zorlayabilir. Mürettebat seçimi, psikolojik destek programları, otonom karar verme kapasitesinin geliştirilmesi ve sanal gerçeklik ile çevresel zenginleştirme psikososyal risklerin yönetiminde araştırılan stratejilerdir.

İmmün sistem disfonksiyonu mikrogravite, radyasyon, stres ve değişen mikrobiyom dinamiklerinin birleşik etkisiyle uzay ortamında ortaya çıkmaktadır. T hücre proliferasyonunun azalması, sitokin profilinin değişmesi, doğal öldürücü hücre aktivitesinin düşmesi ve latent virüslerin EBV, CMV, VZV reaktivasyonu uzay ortamında belgelenmiş immünolojik değişikliklerdir. Bu immün baskılanma enfeksiyonlara karşı savunmasızlığı artırabilir ve uzun süreli görevlerde klinik açıdan anlamlı enfeksiyöz komplikasyonlara yol açabilir. Mikrobiyom değişiklikleri kapalı ortamda yaşayan mürettebat arasındaki mikrobiyal transfer ve diyetteki sınırlılıklar bağırsak mikrobiyotasının çeşitliliğini ve kompozisyonunu değiştirerek immün ve metabolik sağlığı etkileyebilmektedir.