بسیاری از پژوهشگران نگران اثرات منفی سفرهای طولانی‌مدت فضایی بر بدن انسان هستند. این نگرانی‌ها عمدتاً مربوط به تغییرات عضلانی و استخوانی ناشی از محیط‌های کم‌جاذبه است.
کشف جدیدی نشان می‌دهد که غضروف نیز ممکن است در فضا آسیب ببیند، که نیاز به یافتن راه‌های جدیدی برای حفظ سلامت فضانوردان را ایجاد کرده است.
مطالعه‌ای که توسط «مارکو چیابرگه» از دانشگاه جانز هاپکینز انجام شده، نشان می‌دهد که تمرین‌های مبتنی بر پرش ممکن است کلید محافظت از زانوهای فضانوردان باشد.
تأثیر تمرین‌های پرشی بر زانوها
پژوهشگران گروه‌هایی از موش‌ها را تحت رژیم‌های فعالیتی مختلف قرار دادند. موش‌هایی که تحت تمرینات پرشی قرار گرفتند، ۲۶ درصد افزایش ضخامت غضروف، ۱۱۰ درصد بهبود نسبت به موش‌های با تحرک محدود و ۱۵ درصد افزایش تراکم مواد معدنی استخوانی را نشان دادند.
پریدن برای محافظت از زانوهای فضانوردان
متخصصان از یک سیستم ویژه برای بررسی تأثیر حرکات جهشی بر بافت زانو استفاده کردند. نتایج اولیه نشان داد که موش‌ها این تمرین‌ها را به خوبی تحمل کرده و ساختار مفصلی سالم‌تری پیدا کردند.
تمرینات شامل پرش‌های تکرارشونده که به عنوان تمرینات پلیومتریک شناخته می‌شوند، معمولاً برای تقویت قدرت عضلانی به کار می‌روند. اما اکنون مشخص شده که این نوع تمرین نه‌تنها به تقویت عضلات کمک می‌کند، بلکه موجب حفظ و تقویت بافتی می‌شود که انتهای استخوان‌ها را می‌پوشاند.
حرکات پرشی باعث وارد شدن نیروهای ضربه‌ای کوتاه و شدید به مفاصل می‌شوند. این فشارها ظاهراً سلول‌های زانو را تحریک کرده و به حفظ یا حتی تقویت غضروف مفصلی – لایه محافظ استخوان‌ها – کمک می‌کنند.
از آنجا که غضروف مفصلی جریان خون غنی ندارد، برای دریافت مواد مغذی به نیروهای مکانیکی وابسته است. به نظر می‌رسد که پرش یکی از کارآمدترین روش‌ها برای تحریک این فرآیند باشد.
آسیب‌پذیری بافت‌های نرم
غضروف مانند بالشتکی میان مفاصل عمل می‌کند تا از سایش استخوان‌ها به یکدیگر جلوگیری کند. این بالشتک به‌ویژه در مفاصل تحمل‌کننده وزن مانند زانوها و لگن اهمیت زیادی دارد.
آرتروز، یکی از شایع‌ترین بیماری‌های مفصلی، زمانی رخ می‌دهد که غضروف از بین می‌رود. از آنجا که این بافت به‌آرامی ترمیم می‌شود، افراد مبتلا معمولاً با درد مزمن و کاهش دامنه حرکتی مواجه می‌شوند.
شرایط کم‌جاذبه، روند تحلیل جسمی را تسریع می‌کند، که برای اعضای خدمه مأموریت‌های طولانی‌مدت یک نگرانی محسوب می‌شود. میکروگرانش یا همان بی‌وزنی، موجب ضعف عضلات و استخوان‌ها می‌شود و در نتیجه، بافت‌های نرم بدن آسیب‌پذیرتر می‌شوند.
ورزش در فضا: ضرورت یا انتخاب؟
فضانوردان در حال حاضر موظف به ورزش در فضا هستند و معمولاً ساعت‌ها از روز خود را به تمرین اختصاص می‌دهند تا بدنشان عملکرد طبیعی خود را حفظ کند.
مطالعه جدید نشان می‌دهد که ممکن است تمرینات پرشی کوتاه و پرفشار بتوانند از مشکلات زانو جلوگیری کنند.
تمرینی ساده برای فضانوردان
فضانوردان در مدار زمین دچار تحلیل عضلانی و کاهش تراکم استخوانی می‌شوند. با این حال، مشکلات مفصلی تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته بود – تا زمانی که پژوهش‌ها کاهش ضخامت غضروف را در افرادی که چندین ماه در شرایط میکروگرانش بودند، نشان داد.
«تصور کنید کسی را به مریخ می‌فرستید و او پس از رسیدن، نمی‌تواند راه برود زیرا زانوها یا لگن او دچار آرتروز شده و مفاصلش کارایی خود را از دست داده‌اند.» این هشدار چیابرگه است که تمرینات پرشی را به عنوان یک راه‌حل عملی پیشنهاد می‌دهد.
آژانس‌های فضایی به دنبال راهکارهای مختلفی برای مقابله با این مشکلات هستند، از جمله باندهای مقاومتی و تردمیل‌های مجهز به مهارکننده‌های جاذبه. برخی از دستگاه‌ها می‌توانند شرایط گرانشی را شبیه‌سازی کنند، اما این دستگاه‌ها اغلب حجیم بوده و همیشه برای استفاده روزانه مناسب نیستند.
تمرینات پرشی به تجهیزات کمی نیاز دارند، که می‌تواند در مأموریت‌های طولانی‌مدت موجب صرفه‌جویی در فضای بار شود.
همچنین، زندگی در محیط‌های کوچک در فضا، انجام تمرین‌های ورزشی را دشوار می‌کند. اما یک سیستم فشرده برای تمرینات پلیومتریک می‌تواند این محدودیت‌ها را برطرف کند، بدون اینکه به تجهیزات سنگین نیاز باشد.
«قدرت پاها به‌شدت تحت تأثیر میکروگرانش قرار می‌گیرد. بنابراین هر روشی که بتواند چندین جنبه از تحلیل عضلات را به‌طور همزمان برطرف کند و حتی زمان ورزش روزانه دو ساعته فضانوردان را کاهش دهد، بسیار مفید خواهد بود.»
این گفته «مارک شلهامر»، استاد دانشکده پزشکی جانز هاپکینز است.
فراتر از فضا: آیا این روش می‌تواند روی زمین نیز مفید باشد؟
افرادی که به‌دلایل مختلف از حرکت محروم هستند – مانند بیمارانی که مدت‌ها در بستر می‌مانند – نیز ممکن است دچار تحلیل غضروف شوند. برخی بیمارستان‌ها حتی مطالعات استراحت در بستر را برای شبیه‌سازی کاهش عضله و استخوان در فضانوردان انجام می‌دهند.
یافته‌های پژوهش‌های فضایی در توسعه برنامه‌های توان‌بخشی برای افراد دارای محدودیت حرکتی نقش داشته است.
افرادی که دچار مشکلات خفیف مفصلی هستند، معمولاً به تمرین‌های کم‌فشار روی می‌آورند تا درد خود را تشدید نکنند. اما اگر تمرین‌های پرشی کنترل‌شده بتوانند ایمن و مؤثر باشند، شاید بتوانند امید تازه‌ای برای بهبود تحرک سالمندان ایجاد کنند.
این مفهوم در پزشکی ورزشی نیز کاربرد دارد. مربیان ممکن است از جلسات پرشی کوتاه و هدفمند برای کمک به ورزشکاران در حفظ استحکام مفاصل در دوران استراحت خارج از فصل استفاده کنند.
مسیر پژوهش‌های آینده
«اکنون که نخستین سرنخ را یافته‌ایم که یک نوع خاص از ورزش می‌تواند موجب افزایش ضخامت غضروف شود – که پیش از این کاملاً ناشناخته بود – می‌توانیم بررسی‌های بیشتری روی انواع دیگر غضروف انجام دهیم.»
این گفته «چن-مینگ فن»، زیست‌شناس عضلانی-اسکلتی در مؤسسه کارنگی است.
او مشتاق است ببیند که آیا بافت‌های دیگر نیز ممکن است از این تمرینات سود ببرند.
تیم فن قصد دارد بهترین فرکانس و شدت برای جلسات پرشی را تعیین کند. انجام بیش از حد این تمرینات ممکن است برای زانوهای آسیب‌دیده خطرناک باشد، اما تمرین ناکافی نیز شاید اثرات مطلوب را ایجاد نکند.
مرحله بعدی احتمالاً مطالعاتی روی انسان‌ها خواهد بود. آزمایش‌های بالینی کنترل‌شده می‌توانند تأیید کنند که آیا پرش‌های کوتاه‌مدت واقعاً از زانوها در برابر تغییرات دژنراتیو محافظت می‌کنند یا خیر.
کاربردهای بالقوه این پژوهش از ورزش‌های حرفه‌ای تا تمرین‌های روزمره برای حفظ سلامت مفاصل در سنین بالا را در بر می‌گیرد.
این مطالعه در npj Microgravity منتشر شده است.
