Ранние изменения скелета после кратковременных космических полётов

Почему космические полёты важны для ваших костей

По мере того как полёты на орбиту становятся более частыми — от государственных миссий до частных полётов — проявляется неожиданная уязвимость: наш скелет. Кости эволюционировали в условиях земного притяжения, и когда это постоянное воздействие исчезает, они начинают меняться. В этом исследовании поставлен актуальный вопрос для будущих космических туристов и исследователей Марса: могут ли повреждения костей начаться всего за несколько дней в космосе, задолго до появления явной слабости или риска перелома?

Короткие полёты — реальные изменения

Учёные наблюдали за восемью членами экипажа — четырьмя мужчинами и четырьмя женщинами — во время двух коротких миссий SpaceX, Polaris Dawn и Fram2, каждая из которых длилась всего три-пять дней. До и после полёта команда сканировала запястье и нижнюю часть ноги каждого астронавта с помощью современного трёхмерного метода визуализации, который показывает не только сколько кости присутствует, но и как устроена внутренняя «вспомогательная» структура. Исследователи сосредоточились на большеберцовой кости в голени, которая обычно несёт вес тела, и на лучевой кости в предплечье, которая в повседневной жизни испытывает меньшую нагрузку.

Кости ног первыми реагируют на невесомость

Сканирования показали, что даже такое короткое время на орбите было достаточно, чтобы сместить состояние ног в неблагоприятную сторону. В большеберцовой кости общая плотность кости снизилась, а тонкая губчатая внутренняя структура — трабекулярная кость — стала несколько тоньше и более разреженной. Это ранние признаки ослабления, хотя компьютерные модели предельной прочности кости пока не показали явной потери прочности. В запястье, напротив, изменения были минимальными, что указывает на то, что кости, которые обычно несут вес тела на Земле, первыми страдают при потере этой нагрузки.

Дело не только в старении

Один из экипажей предоставил редкий естественный эксперимент. Поскольку запуск Polaris Dawn был отложен на два года, у этих астронавтов были сделаны две предпролетные сканировки на Земле с интервалом в два года, а также скан после их фактической миссии. В течение двух лет на Земле их кости практически не изменились, не показав значимой потери плотности или структуры. Тем не менее после менее чем пяти дней в космосе те же кости продемонстрировали явное ухудшение. Это контрастное сравнение даёт веский аргумент в пользу того, что наблюдаемые потери вызваны микрогравитацией, а не обычным старением со временем.

Разная реакция у мужчин и женщин

При раздельном анализе мужских и женских членов экипажа исследователи обнаружили признаки того, что кости могут реагировать по-разному в зависимости от пола. У мужчин чаще наблюдалась потеря внутренней, губчатой кости в большеберцовой кости и небольшое снижение оценочной прочности. У женщин, напротив, внутренний слой выглядел относительно защищённым, но у них наблюдалось большее увеличение мелких пор в твёрдой наружной оболочке кости. Поскольку все мужчины в этой небольшой группе были старше и имели больший вес, чем женщины, исследование не смогло полностью разделить эффекты пола, возраста и массы тела, но выявленные закономерности указывают на необходимость индивидуальных стратегий защиты.

Что это значит для будущих космических полётов

Главный вывод одновременно тревожен и полезен: кости могут начать ухудшаться уже через три-пять дней в космосе, особенно в несущих нагрузку областях, таких как голень. Это означает, что даже короткие миссии достаточно длинны, чтобы послужить полигоном для испытаний новых защитных мер — например, целевых программ упражнений или других вмешательств — без ожидания месяцев до появления изменений. Показав, что повреждение костей начинается быстро и в определённых регионах, эта работа закладывает основу для более быстрых и умных способов защиты скелетного здоровья в эпоху частых полётов на орбиту и длительных рейсов за пределы Земли.

Цитирование: Matheson, B.E., Walle, M., Bugbird, A.R. et al. Early skeletal deteriorations following short-duration spaceflight. npj Microgravity 12, 28 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00578-0

Ключевые слова: космический полёт, потеря кости, микрогравитация, здоровье астронавтов, большеберцовая кость