STS-133: Orvosbiológiai kutatások a Discovery utolsó küldetése alatt
(Rovat: Az űrállomás és az USA, Az emberi élet védelme - 2011.03.04 07:15.)

Milyen érdekes orvosbiológiai kísérletek folynak az amerikai űrrepülőgép mostani útja során?

Február 24-én utoljára próbálta szárnyait (pontosabban hajtórakétáit) a Discovery űrsikló, az űrszállító rendszer (Space Transportation System, STS) 133-as számú küldetése során. Annak ellenére, hogy csak az internetes közvetítést követhettem, mégis megigéző volt látni, ahogy a több tonna teherrel megrakott űrsikló felszállt. Örömmel gondoltam arra, hogy az ember képes volt ilyen szerkezetet létrehozni, amely nem csak technikai jellegű felszerelést, hanem hat űrhajóst is szállítani tud. Ábrándozni kezdtem a jövő űrutazásairól a Marsra vagy akár más csillagrendszerekbe. Sajnos hamar rá kellett jönnöm, hogy a hosszú távú emberes űrutazás problémamentes megvalósulásáig még sok kutatásnak és fejlesztésnek kell megtörténnie. Bár az űrkutatásra szánt anyagi támogatások sajnos manapság nem élveznek akkora prioritást, mégis sok kis lépés történik meg ebbe az irányba. Ezt tükrözi az is, hogy a Discovery űrsikló utolsó útjához számos orvosbiológiai kutatás kapcsolódik, melyekről kedves olvasóink a következőkben olvashatnak.

A Discovery utolsó, STS-133 küldetése két hétnél is rövidebb ideig tart, ez alatt csak a rövid távú kísérletekre van idő. Az egyik ilyen kísérlet során (melynek rövid angol neve: Sleep-Short) a NASA kutatói azt tanulmányozzák, hogy milyen hatással van az űrrepülés az űrhajósok alvásciklusára. Korábbi felmérések azt mutatják, hogy a legénység gyakran küszködik alvászavarral, és ennek következtében csökken a koncentrálóképességük a feladataik végzése közben. Charles A. Czeisler és munkatársai egy csuklón hordható készülék segítségével próbálják megtalálni az alvászavarok okait. Az Actiwatch műszer rögzíti az űrhajósok aktivitását és a körülöttük uralkodó fényviszonyokat.

Az Actiwatch kis mérete ellenére korszerű műszereket tartalmaz. (Kép: NASA)

Az űrhajósoknak ugyanakkor az alvásuk időtartamáról és minőségéről is naplót kell vezetniük. Az így nyert alvásmintázatok vizsgálatával a kutatók remélik, hogy jobban megértik az űrhajósok alvászavarának hátterében rejlő mechanizmusokat. A megfelelő ellenintézkedéseket meghozva pedig várhatóan majd javítani lehet nemcsak az űrsikló legénységének éberségén és koncentrálóképességén, hanem a műszakban dolgozók és az idősek álmatlanságán is.

Egy másik, a Kanadai Űrügynökség (CSA) által vezetett kutatásban (angol rövid neve: Hypersole) azt vizsgálják, hogy miként befolyásolja az űrrepülés – a bőr módosult érzékelő-képességén keresztül – az egyensúlyérzéket. Dr. Leah R. Bent kutatócsoportjának figyelme főleg a talp bőre felé irányul. Az űrhajósok ugyanis több alkalommal is beszámoltak arról, hogy űrrepülés közben és után bizsergést éreztek a talpukban, ahol számos, az egyensúly szabályozásához hozzájáruló receptor található. A kísérlet eredményei alapján megállapítható lesz, hogy a bőr érzékelő-képessége milyen mértékben és milyen mechanizmusokon keresztül befolyásolja az egyensúlyt. Ez az űrhajósok mellett az idősek egyensúly-érzékelésén is segíthet, hiszen az ő bőrükben a csökkent érzékenységű mechano-receptorok stimulálására lenne szükség.

A súlytalanságban megváltozó immunfunkciókat annak idején magyar kutatók már vizsgálták az első világűrben végzett, INTERFERON nevű sejtbiológiai kísérletben. A Johan Béla Országos Epidemiológiai Központban működő űrélettani laboratórium munkatársai Farkas Bertalan űrhajós segítségével kimutatták, hogy az űrhajón lévő immunsejtek több interferont termeltek, mint a földi laboratóriumban lévők. Az STS-133 során zajló Mouse Immunology-2 nevű kísérletben a Texasi Egyetem kutatói most a vírusos eredetű légúti fertőzések által kiváltott immunválaszt tanulmányozzák, ezúttal egerekben. A súlytalanság állapotában tartott egereket az űrsikló földre szállása után respiratorikus syncytialis vírussal fertőzik meg. Az immunrendszer állapotát leíró számos jellemző közül ez alkalommal is fontos szerepet kap az interferon- és a citokin-válasz vizsgálata, hiszen ezeknek a molekuláknak a termelése fontos hozzátartozója egy vírusos fertőzés által kiváltott immunválasznak. Ennek a kutatásnak köszönhetően mélyebb betekintést lehet majd nyerni abba, hogy hogyan működik az immunrendszer egy vírusfertőzés során. Ezáltal akár új kezelési lehetőségekre is fény derülhet. Az „űrhajós egerekből” származó mintákat ugyanakkor még sok más olyan kísérletben is felhasználják, amelyben a súlytalanság káros hatásait kutatják (csontritkulásban, az egyensúly-érzékelő szerv és a szívkeringési rendszer zavaraiban, a vázizomzat és az ízületek károsodásában, hormonzavarokban).

A National Lab Pathfinder (NLP) nevű program keretén belül azt vizsgálják az amerikaiak, hogy milyen célokra lehetne laborként használni a hamarosan teljesen felépülő Nemzetközi Űrállomást. Az egyik ilyen jellegű tanulmány (rövid angol neve: NLP-Vaccine) különböző oltóanyagok fejlesztésén dolgozik: a kutatók olyan körülmények között tenyésztik a kórokozókat, hogy azok fertőzőképessége csökkenjen. A súlytalanság következtében legártalmatlanabbá vált törzseket a Földön fogják felhasználni új vakcinák kidolgozására. Az űrbeli kísérleteket egy speciális, zárt rendszerű műszerben (Fluid Processing Apparatus, FPA) végzik, melyben különböző folyadékokat kontrollált körülmények között lehet összekeverni.

Robert Behnken űrhajós (NASA) az STS-130-as küldetés során egy FPA-val dolgozik. (Kép: NASA)

Nem utolsó sorban, egy korábbi cikkünkben már említett, az Európai Űrügynökség által pártfogolt romániai kísérlet is felkerült az STS-133-ra. A Román Űrtudományi Intézet munkatársai által vezetett kísérletben (rövid angol neve: CFS-A, Colored Fungi in Space) színes gombák növekedését és túlélését vizsgálják a súlytalanság és a kozmikus sugárzás hatására. A kutatók olyan szerves anyagokat lebontó gombákat válogattak össze a kísérlethez, amelyek szennyezhetik a bolygóközi űrutazás céljából felbocsátott eszközöket. A színes gombák növekedését és túlélését azért is érdekes vizsgálni, mert az egyik színezékanyag, a melanin, nem csak a mi bőrünket védheti meg a káros ultraibolya (UV) sugárzástól, hanem a gombákat is.

Gombaszennyeződés a Nemzetközi Űrállomás egyik belső panelén. (Kép: NASA)

Az űrsiklónak fontos szerepe van az említett kutatások mellett abban is, hogy a hosszabb kimenetelű kísérletek keretén belül mintákat, illetve műszereket szállítson a Föld és a Nemzetközi Űrállomás között. Jelenleg megközelítőleg 164 különböző kísérleten dolgoznak a 25-ös és 26-os számú űrállomás-expedícióban. Ezekből körülbelül 70 orvosbiológiai jellegű. Bízzunk hát benne, hogy az emberes űrrepülés akadályaira mihamarabb választ találnak a kutatók és ezáltal közelebb kerülhetünk majd „merész álmaink” megvalósításához.

dr. Kaucsár Tamás
PhD hallgató, Semmelweis Egyetem Doktori Iskola