Обратная сторона космонавтики

На протяжении трех месяцев, двадцать четыре часа в сутки, Леон неизменно лежал кровати; он даже не садился на ней, не принимал душ, не вставал поесть или сходить в туалет. Такой строгий постельный режим является аналогом космического полета, ведь, если долго не вставать на ноги, это может привести к ослаблению организма, подобному тому, что ощущает астронавт в невесомости. Если говорить более конкретно, то все сводится к утончению костей и мышечной атрофии. Поэтому космические агентства и проводят подобные исследования, чтобы разобраться в происходящих изменениях и научиться управлять ими.

Эксперименты такого рода помогают оценить положительное (или не совсем) воздействие лекарственных препаратов или тренажеров (так называемых контрмер) на человеческое тело в условиях ограниченной подвижности. Но задачи эксперимента, в котором принимал участие Леон, были гораздо проще: ученые хотели просто сравнить изменения, происходящие в мужском и женском организме. Леон отрывается от просмотра криминального сериала на смартфоне, который он приобрел на первый же выданный ему НАСА чек, и говорит: «Ну, по сути, да, мой организм немного изнашивается, а они просто за этим наблюдают». Он рассказывает об этом с такой радостью, словно ему только что дали повышение или в блэкджек ему всю ночь шла карта, а на его продолговатом, высокоскулом лице играет при этом обаятельная улыбка.

Человеческий организм – очень экономное устройство, его мышцы и скелет будут настолько крепкими, насколько это нужно – не больше и не меньше. «Используй, или потеряешь» – вот главная мантра человеческого организма. Если вы начнете бегать по утрам или прибавите в весе килограмм пятнадцать, ваши кости и мышцы сразу станут крепче, ровно настолько, насколько это будет нужно. А как только вы перестанете бегать по утрам или сбросите вес – уменьшится и прочность вашей опорно-двигательной системы. Уже через несколько недель после возвращения на Землю мышечная масса астронавтов восстанавливается (у наших испытуемых это происходит после того, как они снова встают с постели и начинают вести свой обычный образ жизни), а вот скелету потребуется на это от трех до шести месяцев. А некоторые исследователи даже утверждают, что после длительных полетов кости астронавтов так до конца и не восстанавливаются. Именно поэтому в подобных экспериментах ученые уделяют изучению костей особое внимание.

Прорабами на стройке нашего организма являются клетки под названием остеоциты, которые равномерно распределены по матриксу, межклеточному материалу костей. Каждый раз, когда вы бежите или поднимаете что-то тяжелое, вы повреждаете свои кости. Но эти повреждения, как правило, незначительны и быстро корректируемы. Когда остеоцит чувствует, что случилось такое повреждение, он направляет на место «аварии» бригаду «ремонтников» – остеокластов, – чтобы они разрушили поврежденные клетки, а остеобласты могли их заменить. Такой «ремонт» даже укрепляет кости. Именно поэтому в Северной Европе женщинам постклимактерического возраста советуют выполнять упражнения, которые, по сути, вредны для скелета (к примеру, бег по утрам), но они помогают быстрее восстановить тонкие и рыхлые кости естественным путем, а не хирургическим.

И наоборот, если перестать бегать и «сотрясать» свои кости (как это делают астронавты в космосе, инвалиды в колясках или участники эксперимента с постельным режимом), тензочувствительные остеокласты воспримут это, как если бы кости вообще пропали из организма. Человеческий организм всегда стремится к максимальной адаптации к существующим условиям. Организм пытается не расходовать свои ресурсы без определенной цели.

Том Лэнг, эксперт по костям из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, некогда занимался изучением астронавтов, именно он и объяснил мне принципы работы нашего организма. Лэнг рассказал мне о немецком враче по имени Вольф, который в конце XIX века изучал рентгеновские снимки бедренных суставов маленьких детей в период, когда они переставали ползать и начинали ходить. «В это время происходит настоящая перестройка кости, которая теперь уже должна выполнять опорную функцию для всей верхней части организма. Из всего этого Вольф сделал очень важный вывод: функциональность определяет форму, а не наоборот», – заключил Лэнг. К сожалению, Вольф не сделал другого важного вывода: частое использование рентгеновского излучения (особенно если учесть уровень развития техники в XIX веке) способствует развитию раковых опухолей.