Medycyna kosmiczna: jak polscy lekarze przygotowują człowieka do życia poza Ziemią

Astromedycyna, zwana także medycyną kosmiczną, to dziedzina, która w ostatnich latach w Polsce rozwija się w dynamicznym tempie. Jej celem jest badanie wpływu środowiska pozaziemskiego na organizm człowieka oraz opracowywanie metod utrzymania zdrowia astronautów w warunkach lotu kosmicznego.

Lot w kosmos to dla ludzkiego organizmu jedno z najbardziej wymagających doświadczeń, jakie zna współczesna medycyna. Zdrowie astronauty przebywającego na orbicie nie zależy wyłącznie od jego indywidualnej kondycji fizycznej czy psychicznej. Każda misja jest bowiem wspierana z Ziemi przez interdyscyplinarne zespoły lekarzy, biologów i naukowców, którzy na bieżąco monitorują stan załogi i reagują na najdrobniejsze nieprawidłowości. To obszar zainteresowania astromedycyny – dynamicznie rozwijającej się dziedziny, koncentrującej się na wpływie warunków kosmicznych na organizm człowieka. Mikrograwitacja prowadzi do osłabienia mięśni i kości, zaburza pracę układu krążenia, wpływa na metabolizm, sen i zdrowie psychiczne.

Astromedycyna bada te procesy oraz opracowuje strategie, które pozwalają utrzymać astronautów w dobrej kondycji podczas misji i po ich zakończeniu

– wyjaśnia lek. Karolina Twardowska, współorganizatorka Ogólnopolskiej Konferencji Medycyny Kosmicznej i wiceprezes Polskiego Towarzystwa Astromedycznego.

W Polsce ta dziedzina rozwija się coraz szybciej. Krajowe zespoły badawcze prowadzą projekty we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną, a w ośrodku LunAres w Pile testowane są symulacje misji kosmicznych. Warunki izolacji, ograniczona liczba uczestników i długotrwały stres pozwalają lepiej zrozumieć reakcje organizmu w środowisku zbliżonym do kosmicznego. Równolegle rośnie zainteresowanie dydaktyką – kolejne uczelnie uruchamiają moduły kształcenia i zespoły badawcze, przygotowując specjalistów, którzy w przyszłości będą wspierać załogi w misjach poza orbitę Ziemi.

Kto stoi za kosmicznym zdrowiem?

Astromedycyna pozostaje dziś wąską specjalizacją, ale jej znaczenie będzie rosło wraz z rozwojem lotów załogowych i komercyjnych misji kosmicznych.

Astromedycyna otwiera drzwi dla wszystkich, którzy chcą zrozumieć, jak ludzki organizm funkcjonuje w warunkach kosmicznych

– mówi ppłk lek. Magdalena Kozak z Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej, prezes Polskiego Towarzystwa Astromedycznego.

Obecnie w Polsce aktywnie w projektach badawczych uczestniczy zaledwie kilku-kilkunastu lekarzy, jednak zapotrzebowanie na takie kompetencje będzie systematycznie rosnąć. Wiedza z zakresu medycyny kosmicznej może okazać się kluczowa nie tylko na orbicie, ale również na Ziemi.

 Wyobraźmy sobie sytuację, w której kapsuła astronautów ląduje w nieprzewidzianym miejscu, na przykład pod Grójcem. Lokalne służby ratunkowe muszą wówczas wstępnie zaopatrzyć poszkodowanych. Dobrze by było, gdyby medycy dysponowali chociażby podstawową wiedzą o specyfice funkcjonowania człowieka w warunkach mikrograwitacji 

– wyjaśnia Kozak.

Codzienna praca lekarza kosmicznego

Codzienna praca lekarza opiekującego się astronautami wykracza daleko poza sam moment lotu w kosmos. Obejmuje pełne spektrum działań profilaktycznych, diagnostycznych i organizacyjnych, zarówno przed, w trakcie, jak i po misji.

Część lekarzy pracuje przy badaniach naukowych i analizie danych, inni zajmują się planowaniem misji, przygotowywaniem procedur czy współtworzeniem przyszłego sprzętu i systemów medycznych dla lotów kosmicznych. Są też ci, którzy pracują bezpośrednio z astronautami - jednak w Europie są to zazwyczaj krótkie, epizodyczne etapy kariery, a nie wieloletnia codzienna praca. Dlatego zakres obowiązków może się bardzo różnić w zależności od konkretnej roli i miejsca zatrudnienia. W tej dziedzinie, podobnie jak w innych dziedzinach medycyny liczy się nie tylko wiedza medyczna, ale też elastyczność, umiejętność pracy w interdyscyplinarnym zespole i ciągłe doszkalanie się – dodaje Twardowska. 

Na Ziemi, przed wylotem astronauty, lekarz odpowiada za ocenę stanu zdrowia, kwalifikację do lotu, nadzoruje przygotowanie, uczy o tym, jakie są zagrożenia zdrowotne oraz planuje nadzór na czas misji. Nieco inaczej wygląda opieka medyczna w trakcie lotu. Wtedy lekarz odbywa regularne spotkania ze swoim pacjentem-astronautą.

Lekarz pracujący z Ziemi nie ma fizycznego dostępu do pacjenta, a możliwości leczenia są ograniczone, a i samo środowisko wymagające. Mikrograwitacja wpływa na funkcjonowanie układu krążenia, mięśni i kości, zmienia metabolizm, a czasem nawet sposób odczuwania objawów. Brak pełnej diagnostyki i skromne wyposażenie medyczne na pokładzie stacji kosmicznej sprawiają, że kluczowe znaczenie ma profilaktyka oraz wczesne reagowanie. W praktyce lekarz opiera się na danych przesyłanych telemetrycznie oraz na opisach dolegliwości przekazywanych przez astronautę. To w dużej mierze przypomina zaawansowaną teleporadę, podczas której monitoruje się stan zdrowia, interpretuje objawy i wspólnie podejmuje decyzje terapeutyczne, na przykład o zastosowaniu leków dostępnych w apteczce na ISS 

– tłumaczy Twardowska.

Opieka medyczna trwa także po wylądowaniu na Ziemi. Po zakończeniu misji, medyk bada astronautę i podejmuje leczenie w zależności od potrzeb. Ponadto nadzoruje proces readaptacji do grawitacji ziemskiej, w który zaangażowany jest multidyscyplinarny zespół złożony m.in. z trenera, fizjoterapeuty, psychologa, dietetyka, którzy wspierają astronautę w stopniowym odzyskiwaniu pełnej sprawności psychofizycznej.  

Korzyści dla medycyny na Ziemi

Astromedycyna to dziedzina, która łączy badania naukowe z praktyką kliniczną, przynosząc korzyści nie tylko astronautom, ale też pacjentom na Ziemi. Jej rozwój w Polsce jest dopiero początkiem, który może zmienić sposób, w jaki rozumiemy zdrowie i medycynę w ekstremalnych warunkach. Badania prowadzone w kosmosie wpływają na rozwój terapii i diagnostyki dla pacjentów na Ziemi.

Badania w kosmosie zmuszają do tworzenia diagnoz i terapii działających w skrajnych warunkach - mało sprzętu, opóźnienia łączności, ograniczony personel. Te same rozwiązania świetnie sprawdzają się w ratownictwie, szpitalach powiatowych i telemedycynie na Ziemi 

– tłumaczy dr hab. Jakub Mieczkowski, profesor Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, kierownik grupy badawczej w ramach Międzynarodowej Agendy Badawczej GUMed, wiceprezes Polskiego Towarzystwa Astromedycznego.

Lista przykładów transferu technologii z kosmosu do medycyny cywilnej się wydłuża. Obejmuje m.in. rozwój telemedycyny end-to-end, zdalne prowadzenie badań USG, fotobiomodulacje LED do leczenia ran i bólu, systemy chłodzące dla pacjentów i personelu (odzież chłodzącą z programów kosmicznych zaadaptowano m.in. u chorych z nadwrażliwością na ciepło np. w SM, w rehabilitacji i w medycynie sportowej. Są też wersje dla personelu podczas długich zabiegów), materiały przeciwodleżynowe (pianki o właściwościach „slow spring back”, rozwijane przy wsparciu NASA, trafiły do materacy szpitalnych, wózków i ortez, pomagając rozkładać nacisk i chronić skórę pacjentów), programy ćwiczeń oporowych przeciwdziałające utracie mięśni i kości, a także szybkie wprowadzenie kryzysowego sprzętu medycznego, jak wentylator VITAL użyty podczas pandemii COVID-19.

Przyszłość astromedycyny w Polsce

Choć astromedycyna w Polsce znajduje się na wczesnym etapie rozwoju, jej potencjał oceniany jest jako znaczący. Każdy projekt badawczy, symulacja misji czy eksperyment realizowany z myślą o warunkach kosmicznych poszerza wiedzę o funkcjonowaniu organizmu w sytuacjach skrajnych i jednocześnie wnosi konkretne rozwiązania do medycyny na Ziemi.

W kosmosie uczymy się, jak działać w ekstremalnych warunkach, a zdobyte doświadczenia przekładamy na codzienną praktykę kliniczną 

– podkreśla prof. Mieczkowski.

Właśnie z myślą o budowaniu kompetencji i zaplecza eksperckiego powstało Polskie Towarzystwo Astromedyczne. Jego celem jest integrowanie środowiska, ułatwianie wymiany wiedzy oraz wskazywanie ścieżek rozwoju dla lekarzy zainteresowanych medycyną kosmiczną.

Pracujemy teraz nad przygotowaniem informacji o możliwościach zaangażowania się w tę dziedzinę, dostępnych kursach i ścieżkach edukacyjnych 

– mówi Karolina Twardowska.