Kacper Odziomek, student biotechnologii przemysłowej na Politechnice Krakowskiej, bierze udział w badaniach, które mogą w przyszłości uratować zdrowie – a może nawet życie – astronautów przebywających przez wiele miesięcy poza Ziemią. Pracuje w międzynarodowym zespole „Osteonautica” w ramach programu „Andromeda”, koordynowanego przez Deep Space Initiative (DSI). Celem zespołu jest stworzenie teoretycznej i analitycznej bazy pod przyszłe terapie przeciwdziałające demineralizacji kości u astronautów.
Czytaj też: Nowy organ na liście przeszczepów. Historyczna operacja w USA
Kacper Odziomek mówi:
Projekt, nad którym pracujemy, ma charakter teoretyczny i analityczny. Ja kompletuję i analizuję dostępne wyniki badań medycznych, wykonuję obliczenia lub symulacje komputerowe, a następnie będę proponował wnioski i rozwiązania z obszaru terapii bioregeneracyjnych z wykorzystaniem między innymi farmakoterapii.
Jak zadbać o zdrowie astronautów?
Problem, nad którym pracuje Kacper Odziomek, ma fundamentalne znaczenie dla bezpieczeństwa długoterminowych misji kosmicznych. Długotrwałe przebywanie w warunkach mikrograwitacji prowadzi do szeregu niepokojących zmian w organizmie człowieka – przede wszystkim w układzie mięśniowo-szkieletowym. Brak siły ciążenia sprawia, że kości tracą gęstość mineralną, co skutkuje ubytkiem masy kostnej, rozwojem osteoporozy i znacznym osłabieniem struktury mechanicznej szkieletu. Po powrocie na Ziemię oznacza to zwiększone ryzyko złamań, bólu i długiej rekonwalescencji – nawet przy najprostszych czynnościach.
Czytaj też: Przełom w leczeniu osteoporozy. Nowy hydrożel wzmacnia kości w dwa tygodnie
Co więcej, zaburzenia w gospodarce wapniowej, będące efektem osłabienia kości i zmian hormonalnych, prowadzą do nadmiaru wapnia w krwiobiegu. To z kolei zwiększa ryzyko formowania się złogów w układzie moczowym, a w konsekwencji – rozwoju kamicy nerkowej. Kamienie nerkowe nie tylko powodują silny ból, ale w ekstremalnych przypadkach mogą doprowadzić do kolki nerkowej lub niewydolności nerek. W przestrzeni kosmicznej, gdzie dostęp do zaawansowanej opieki medycznej jest ograniczony, taki incydent może zagrozić życiu astronauty – a pośrednio także całej załogi. Dlatego zrozumienie i przeciwdziałanie tym zmianom to jedno z kluczowych wyzwań współczesnej medycyny kosmicznej.
Kacper Odziomek dodaje:
Zmiany te wynikają przede wszystkim z braku obciążenia, słabej wydajności mięśni, zmniejszonej ogólnej hydrodynamiki i utraty gradientu ciśnienia hydrostatycznego. Ważną rolę odgrywają również predyspozycje genetyczne. Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej odnotowano spadek gęstości kości wynoszący ok. 1-1,5 proc. na miesiąc. A po zakończeniu misji układ kostny regeneruje się najdłużej ze wszystkich. Obecnie główny środek zaradczy stanowią treningi fizyczne wykonywane do 2 godzin dziennie przez 6 dni w tygodniu na bieżni, ergometrze i ARED, odpowiednio zbilansowane i różnorodne posiłki oraz niekiedy farmakoterapię bisfosfonianami.
Obecnie stosowane metody – takie jak codzienne intensywne ćwiczenia i farmakoterapia bisfosfonianami – nie są w pełni skuteczne. U każdego astronauty wyglądają trochę inaczej. Przykładowo, tylko 15-18 proc. załogi wraca z zachowaną siłą i wytrzymałością kolan, a ponad połowa traci więcej niż 10 proc. pierwotnej sprawności.
Kacper Odziomek tłumaczy:
Bisfosfoniany, choć hamują resorpcję, to nie pobudzają tworzenia nowej kości, a przy przedłużonym podawaniu rośnie ryzyko martwicy żuchwy i nietypowych złamań trzonu kości udowej. Doustne bisfosfoniany mogą powodować podrażnienia przewodu pokarmowego i niespecyficzną absorpcję związków zawartych w pożywieniu, co sprawia, że są one mniej atrakcyjnym rozwiązaniem do stosowania w surowych warunkach kosmicznych, gdzie wybór pożywienia jest ograniczony.
Zespół badawczy, do którego należy Kacper Odziomek, nie realizuje bezpośrednich eksperymentów z udziałem astronautów – nie pozwala na to charakter i zasoby programu. Ich praca skupia się na pogłębionej analizie teoretycznej, obejmującej przegląd literatury naukowej, interpretację wyników dotychczasowych badań oraz analizę danych zebranych m.in. na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Efektem tych działań ma być kompleksowy raport, zawierający nie tylko podsumowanie przeprowadzonych analiz, ale także konkretne wnioski, propozycje terapeutyczne i wskazania na przyszłość. Opracowanie to zostanie przygotowane w formie naukowego artykułu gotowego do publikacji oraz prezentacji końcowej, która przedstawi całościowe ujęcie problemu: od założeń i zastosowanych metod po uzyskane rezultaty i potencjalne kierunki dalszych badań.
Zaangażowanie Odziomka nie jest odosobnionym przypadkiem. Politechnika Krakowska od lat rozwija potencjał naukowy studentów zainteresowanych eksploracją kosmosu. Sam Odziomek uczestniczy również w projekcie „BioOcuGel” w ramach studenckiego laboratorium FutureLab oraz w Kole Naukowym „Biohydrogels” pod opieką dr hab. inż. Katarzyny Bialik-Wąs, prof. PK. Równolegle realizuje grant Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
