אסטרונאוטים – חשיבות פיתוח הגוף בחלל

מאת: ד"ר איתי זיו

כל בני האדם מומלץ שיבצעו פעילות גופנית. חדשות לבקרים אנו שומעים, ומעמיקים ידיעותינו על חשיבות האימון. בחלל הצורך באימון הגופני שונה מאשר בכדור הארץ והאופן בו האסטרונאוטים בחלל מתאמנים שונה אף היא מזו שעל כדור הארץ.
מדוע האסטרונאוטים צריכים להקדיש כל כך הרבה תשומת לב לכושרם הגופני בשעה שכוח הכבידה האפסי בעצם מוריד את הלחץ המופעל על גופם? הריחוף בחלל נחשב אומנם לחוויה מרגשת ויוצאת דופן אבל מסתבר שזו חוויה מסוכנת לבריאות האדם. הידרדרות בצפיפות עצם ואיבוד מסת שריר במשך זמן מסוים בתנאים של חוסר כבידה מהווים איום של ממש לבריאותם של האסטרונאוטים.
כח הכבידה משפיע על מבנה העצם וגורם לעלייה בצפיפותה בעוד שחוסר כח כבידה וחוסר עומס על השלד גורם לירידה בכמות המינרלים בעצמות ולאיבוד חוזקה.

דלדול במסת השריר אופייני במיוחד בחלל מכיוון שהגוף אינו נדרש "להילחם" בכוח המשיכה על מנת לנוע ולכן דרושים לו פחות אנרגיה ופעילות. תוצאות שליליות נוספות נצפו במערכת הקרדיו וסקולרית (לב-ריאה וכלי דם). בכדור הארץ הלב נדרש לפעול כנגד כוח המשיכה על מנת לשאוב דם דרך הגוף. בחלל הלב מאט את פעילותו כתוצאה מירידה בדרישות.
בסביבה של היעדר כבידה האסטרונאוטים בקושי משתמשים בשרירי הקרסוליים, השוקיים, הירכיים והגב. ללא אימון שרירים אלו מתחילים להדלדל ולאבד מסת שריר, כוח ואף טווחי תנועה של המפרקים והשרירים.
תהליך זה של התניה פיזיולוגית מחקה למעשה את תהליך ההזדקנות הטבעית ויכול להיות מתואר כתהליך זקנה מלאכותי מואץ עם הבדל אחד משמעותי והוא שהשפעות של היעדר כוח הכבידה הן בעיקרן הפיכות ואסטרונאוטים חוזרים בהדרגה למצבם הפיזיולוגי הראשוני (טרם הטיסה לחלל) בעת החזרה לכדור הארץ.
מעניין לדעת כי אנשים שאורח חייהם סדנטרי (חסר תנועה) ומאופיין בישיבה מרובה, חווים את אותן בעיות פיזיולוגיות (בדרגות חומרה שונות) שחווים האסטרונאוטים בחלל.

אצל אסטרונאוטים שאינם מתאמנים מתחיל תהליך מואץ של אטרופיה (דלדול במסה ובכוח השרירי). במקרה זה חל גם תהליך מואץ של איבוד מסת עצם הדומה למעשה לתהליך של המאפיין את הלוקים במחלת האוסטאופורוזיס. אסטרונאוטים חלשים יותר יתקשו לבצע משימות בחלל או להתמודד עם מקרי חירום.

משדה המחקר

1. מהמחקרים עולה ששרירים יכולים להתחזק ולהתעבות שוב והמערכת הקרדיו-וסקולרית יכולה לחזור לתפקוד הקודם אבל בנוגע לאיבוד מסת עצם הדבר אינו בטוח כלל ועיקר. איבוד רב של מסת העצם עלול להיות לעתים מצב בלתי הפיך. לכן, חשיבות חיזוק מערכת שלד –שריר בחלל חשובה במיוחד.
2. במחקר שנערך ב- Ball State University בארה"ב עולה שאסטרונאוטים יכולים להתגבר על האפקט השלילי על הגוף הקיים בעת השהות בחלל באמצעות אימוני כח. במחקר זה יצרו סביבת חלל מלאכותית המחקה מצב של אפס כבידה. במסגרת זו רותקו 12 משתתפים למיטותיהם למשך 84 ימים רצופים. במהלך המחקר 6 משתתפים ערכו אימונים קבועים בשעה שהשישה האחרים לא התאמנו. הקבוצה שלא התאמנה איבדה כ- 17% ממסת שרירי הרגליים ו- 40% מכוחם. לעומתם בקבוצת האימון ביצעו 4 סטים של תרגיל ה- Squat (סקווט) בכל שלושה ימים מה שאיפשר לשמור על הגודל והכח של שרירי הרגליים.
3. מחקרים קודמים הראו שמסת שריר וכח שריר מתחילים לפחות בתוך שבעה ימים בחלל וממשיכים לפחות לאחר מכן.
4. במחקר אחר שנערך בקרב 32 אנשים צעירים ובריאים שחולקו לשתי קבוצות למחציתם רתמו את אחת מרגליהם למשך 21 ימים על מנת לחקות את המצב של חוסר משקל בחלל ואילו הקבוצה השנייה הורשתה ללכת כרגיל. מחצית מכל קבוצה ביצעו אימוני כוח כל שלושה ימים (סה"כ 6 אימונים). המחצית השניה מכל קבוצה לא התאמנה כלל. תוכנית האימונים כללה את התרגילים: 'פשיטת ברכיים בישיבה כנגד מכונה ייעודית' וכפיפה כפית (Plantar Flexion) בעמידה עם מוט'. האימון נמשך בערך 20 דקות בכל פעם. התוצאות הראו שהאימונים לא עזרו להעלאת מסת שריר אבל עזרו למנוע איבוד שריר ולשמור על פעילות עצב-שריר תקינה במשך 21 הימים.
המשתתפים שלא התאמנו איבדו כ- 7% מהשריר. הכח האיזומטרי (הסטטי) ירד בכ – 17% והכח הדינאמי ירד גם הוא מעט במיוחד כשמהירות הכיווץ הייתה נמוכה. בניגוד אליהם גודל וכח השרירים בקבוצת המאומנים נשארו אותו דבר או השתפרו במעט.

מסיבות אלו אימונים גופניים הם חלק בלתי נפרד מחיי האסטרונאוטים לפני, במהלך ואחרי טיסות לחלל. בחלל אנשי הצוות צריכים להתאמן במשך כמה שעות כל יום על פי תוכניות מיוחדות ובאמצעות מכשירים מיוחדים מאחר וחוסר המשקל לא מאפשר אימון באמצעות המכשירים הרגילים המסתמכים על כח המשיכה. מכשירים אלו דומים לאלו בהם משתמשים במכוני כושר אבל קטנים וקלים יותר מהם.

בחלל האסטרונאוטים מתאמנים במכשירים מיוחדים שחלקם רתומים לרצועות ולכל אחד מהם מטרה שונה. נועדת חשיבות רבה למכשיר המסילה השונה במעט מזה שעל כדור הארץ, מכיוון שעל האסטרונאוטים להיות רתומים כדי למנוע ריחוף וכמו כן יש להפעיל לחץ מסוים בזמן ההליכה כדי לדמות הליכה עם כח כבידה. למכשיר יש מנגנון היכול להפעיל מספר דרגות של לחץ על המתאמן. להליכה השפעה חשובה ביותר על שמירת בריאות השרירים והעצמות. זקנים מסגלים לעצמם הרבה פעמים אורח חיים של חוסר פעילות דבר המוביל לחולשת עצמות ושרירים.

סיכום איבוד מסת שריר בגיל המבוגר גורם לנפילות ולירידה דרסטית ביכולת לבצע מטלות גופניות יומיומיות. איבוד צפיפות עצם גורמת לאנשים מבוגרים להיות חשופים יותר לשברים וסיבוכים כתוצאה ממכות או נפילות.
כל המחקרים המיועדים למצוא פתרונות יעילים לשמירה על בריאות האסטרונאוטים מוכיחים שוב ושוב את חשיבות אימוני הכח בקרב האוכלוסיה בכלל ובקרב אנשים מבוגרים בפרט. תוצאות של מחקרים עתידיים עשויות לתת לנו ידע נוסף לגבי דרכים טובות ויעילות יותר להתמודד עם האובדן הטבעי של מסת שריר וצפיפות עצם בקרב מבוגרים, זקנים וחולים הנאלצים להיות מרותקים למיטתם במשך תקופות ארוכות.

זיכרו, גם אם אתם לא אסטרונאוטים אל תזניחו את האימון האנאירובי (בחדר הכושר, בסטודיו כנגד אביזרי עזר וכדומה). אימון התנגדות סדיר הכולל מספר חזרות קטן יחסית כנגד התנגדות גדולה יחסית יפעיל מנגנון פיזיולוגי שיגרום ליצירת חלבוני שריר והעלאת מסתו ולהעלאת צפיפות העצם (עד גיל מסוים) או שמירה או האטה של צפיפותה (בגילאים מבוגרים יותר) ועל ידי כך תיצרו "רזרבות" לעתיד ןתשפרו את איכות חייכם.

*ד"ר איתי זיו – סגן מנהל בית הספר שיאים במרכז הבינתחומי לספורט באוניברסיטת תל אביב, מנהל תחום קורסי מדריכים למועדוני בריאות וכושר. לאחרונה הוציא לאור את הספר (אנציקלופדיה) בשם: "עוצמות חדשות, כושר במעגלי החיים" שהנו המדריך המקיף ביותר שנכתב בשפה העברית העוסק בתחום הפעילות הגופנית וחדר הכושר על כל היבטיהם ומיועד למתאמנים ולמדריכים.