استجابات قلبية-تمثيلية غذائية خاصة بالجنس أثناء محاكاة الجاذبية الدقيقة في غمر جاف لمشروع VIVALDI التابع لوكالة الفضاء الأوروبية

لماذا يمكن أن يعلمنا الطفو في الماء عن الفضاء والصحة

ماذا يحدث للجسم البشري عندما تكاد الجاذبية تختفي، كما هو الحال في الفضاء؟ هذا السؤال مهم ليس فقط لرواد الفضاء بل أيضاً للأشخاص على الأرض الذين يقضون فترات طويلة من الخمول، مثل أثناء المرض أو التقدم في العمر. في هذه الدراسة، استخدم الباحثون إعداداً ذكيّاً على الأرض يُدعى الغمر الجاف، حيث يستلقي المتطوعون خمسة أيام في خزان ماء دافئ وهم ملفوفون بقماش مقاوم للماء حتى لا يبتلّوا. هذا الإعداد يحاكي عن كثب بعض تأثيرات انعدام الوزن، مما يتيح للعلماء تتبّع كيف تتكيف القلب والدم والتمثيل الغذائي والعضلات والعظام والأوعية الدموية لدى النساء والرجال.

خزان مائي يحاكي انعدام الوزن

يزيل الغمر الجاف الضغط المعتاد لوزن الجسم ويسبب تحرك سوائل الجسم من الساقين نحو الصدر والرأس، على نحو مشابه لما يحدث في المدار. أجرىَت وكالة الفضاء الأوروبية حملتين متقاربتين مدتهما خمسة أيام: إحداهما شملت 18 امرأة سليمة والأخرى شملت 19 رجلاً سليماً. قبل وأثناء وبعد الغمر، قاس الفريق استجابات القلب وضغط الدم، وحجم الدم وتوازن السوائل، والنوم والنشاط البدني وقوة العضلات ودهون وسكر الدم، وعلامات العظام، وإشارات من الأوعية الدموية. ظلّ المتطوعون بعيدين تماماً عن الوقوف على أقدامهم، مما حوّل التجربة إلى نموذج مُحكَم للخمول الشديد لكن القابل للعودة.

كيف يتعرّض القلب والدوران للضغط

في غضون ساعات من الدخول إلى الغمر الجاف، انخفض حجم بلازما الدم بنحو ربع لدى كلا الجنسين، إذ تحرّكت السوائل صعوداً ثم فقدت عبر البول. هذا جعل الدم أكثر كثافة وقلّل إجمالي ماء الجسم، خاصة السائل خارج الخلايا. استجاب القلب بزيادة نبضه عند الراحة وأثناء التمارين البسيطة، بينما انخفضت قدرته على الضخ عند أقصى المجهود. عندما اختبر الفريق تحمّل ضغط دم قوي متجه نحو الرأس باستخدام جهاز يسحب الدم نحو الجزء السفلي من الجسم، وجد كل من النساء والرجال صعوبة أكبر في التأقلم بعد الغمر. ومع ذلك، كانت النساء أكثر عرضة للوصول إلى حالة شبه إغماء عند مستويات أعلى من هذا الضغط، واضطرت أوعيتهم الدموية في الأطراف إلى التضيق أكثر للحفاظ على ضغط الدم، مما يشير إلى مرونة أقل قليلاً عند إعادة تطبيق الجاذبية فجأة.

العضلات والتمثيل الغذائي ودهون الدم تحت الضغط

أظهرت عضلات الساق، التي ارتاحت من حمل وزن الجسم وكادت لا تتحرك، علامات واضحة على فقدان اللياقة بسرعة. سجّلت المراقبات عند الكاحلين انخفاضاً في عدد حركات اليوم بعوامل عشرة إلى خمسة عشرة، وكشفت اختبارات القوة عن فقدان بنحو ثمانية بالمئة في قوة مُمدِّد الركبة لدى كلا الجنسين بعد خمسة أيام فقط. في الوقت نفسه، تحول تعامل الجسم مع السكر والدهون باتجاه غير صحي. في اختبارات تحدي الجلوكوز، احتاج كل من النساء والرجال إلى مزيد من الإنسولين للتحكم بسكر الدم، وهو مؤشر على تراجع حساسية الإنسولين. أظهرت النساء تراجعاً أقوى في حساسية الإنسولين وارتفاعاً أكبر في مؤشر محسوب مرتبط بخطر أمراض الشرايين المستقبلية. ارتفعت مستويات صيام دهون الدم، بما في ذلك الدهون الثلاثية و"الكوليسترول الضار"، لدى الجميع، وهبط هرمون يدعم عادة تمثيل صحي للدهون والسكر، لا سيما عند النساء.

استجابة العظام والأوعية الدموية لرفع التحميل

لأن العظام لم تعد مضطرة لدعم وزن الجسم، تغيّر أيضاً دورة تجديدها الداخلية. انخفضت مؤشرات بناء العظم في الدم تدريجياً خلال الأيام الخمسة وبقيت منخفضة حتى بعد يومين من التعافي، بينما ارتفعت مؤشرات تكسّر العظم، وخصوصاً لدى النساء. زاد عنصر الكالسيوم في الدم، وهو ما يتوافق مع إفراز معادن العظم إلى الدورة الدموية. في الوقت نفسه، أظهرت البطانة الداخلية للأوعية الدموية علامات تنشيط أو تهيّج طفيف، وصارت عوامل مرتبطة بنمو أوعية جديدة أعلى في كلا الجنسين. ومع ذلك، بدت الأوردة في السمانة محفوظة ميكانيكياً، ربما لأن ضغط الماء المحيط يضغط على الساقين طوال الغمر، وهو فرق رئيسي عن الطيران الحقيقي في الفضاء.

ما الذي يعنيه هذا لمهمات الفضاء المستقبلية والحياة على الأرض

بشكل عام، أنتجت خمسة أيام من الغمر الجاف ضغطاً سريعاً ومتعدد الأنظمة على القلب والدوران والتمثيل الغذائي والعضلات والعظام وبطانة الأوعية، وشكّلت استجابات متشابهة لدى النساء والرجال مع بعض الفروق المهمة. كانت النساء ميّالَات بعض الشيء لانخفاض ضغط الدم عند إعادة تطبيق ضغط الجاذبية، وظهر لديهن فقدان مبكر أكبر لحساسية الإنسولين، وارتفاع أشد في مؤشر خطر دهون الدم، وإشارات أقوى لتكسّر العظم. تؤكد هذه النتائج أن الغمر الجاف أداة قوية وعملية لدراسة كيفية استجابة الجسم للاحالات القريبة من انعدام الوزن والخمول العميق. كما تبرز الحاجة لتكييف استراتيجيات الحماية، مثل برامج التمارين والتغذية، للجانبين الجنسيين مع توسع السفر إلى الفضاء ومع بحث الأطباء عن طرق لمواجهة الآثار الضارة للخمول المطوّل هنا على الأرض.

الاستشهاد: Robin, A., Navasiolava, N., Bergouignan, A. et al. Sex-specific cardiometabolic responses during microgravity simulation in European Space Agency VIVALDI dry immersion. Commun Med 6, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43856-026-01540-7

الكلمات المفتاحية: الجاذبية الدقيقة, الغمر الجاف, الصحة القلبية-التمثيلية الغذائية, الفروق بين الجنسين, طب الفضاء