Mjäll och kosmisk strålning på vägen till Mars

00:00:01 Lift-off
00:00:07 We’re on our way, Frank!­ ­ ­
– – –
143:57:26 Gemini VII, this is surgeon. Have you had any dandruff problem up there, Frank.
143:57:32 No.
143:57:34 Say again.
143:57:36 N O, No, negative.

Röstkommunikation mellan rymdkapseln Gemini VII och jorden, 1965

Det var inte stormar, inte pirater och inte ens krig som skördade flest sjömäns liv under de stora upptäcktsresornas tidevarv. Det var i stället brist på en enkel molekyl, askorbinsyra, som ledde till den syn­nerligen obehagliga sjukdomen skörbjugg och för tidig död för mer än två miljoner sjömän under fyra århundra­den. C­-vitamin har en mängd funktioner i kroppen. En av de viktigaste är att bidra till att det bildas kollagen, ett pro­tein som bygger upp senor, ben och hud.

Till skillnad från många djur saknar människans kropp förmåga att framställa C­vitamin. När kroppens förråd tar slut börjar tandköttet blöda, och efter en tid lossnar tänder­na. Ungefär samtidigt brukar fläckar, som så småningom övergår till blödande sår, uppkomma på låren. I extrema fall försvinner all energi, och efter ett par månader dör man. Det var inte ovanligt att mer än hälften av sjömännen på en långvarig expedition dog av skörbjugg.

För att undvika denna farliga bristsjukdom måste man äta mat som innehåller askorbinsyra, exempelvis citrus­frukter eller rått kött från get eller säl. Efter att brittiska flottan infört dagliga ransoner av lime minskade skörbjug­gen kraftigt, men det var först 1932 som sambandet mellan askorbinsyra och skörbjugg förklarades vetenskapligt. Knappt åttio år senare, på hösten 2010, beslutade USA:s kongress att sända en bemannad expedition till Mars nå­gon gång efter 2030. En resa tur och retur till Mars tar flera år, så steget är inte långt från forna dagars upptäcktsresan­de. Vilka fysiologiska faror är det då som väntar våra fram­tida Marsresenärer?

Faror i rymden

Den största skillnaden är givetvis bristen på gravitation. Utan tyngdkraft beter sig en rad vardagsfenomen, exem­pelvis hur ett stearinljus brinner, på ett allt annat än vardagligt vis. Eftersom Nasa är oroat för bränder under rymdfärder väntade man länge innan man vågade tända ett ljus inne i rymdfärjan, men resultatet var fascinerande. På jorden är en ljuslåga droppformad eftersom de varma för­bränningsgaserna är lättare är den omgivande luften och därför stiger uppåt. I rymden finns inget upp eller ner, och lågan blir klotformad. Det gör att de varma förbrännings­gaserna inte försvinner tillräckligt snabbt från ljuset, vilket hindrar frisk luft att sugas in till lågan. Astronauterna kunde därför se ljuset bli svagare och svagare, och efter unge­fär 45 sekunder dog lågan ut. Ett liknande, oväntat pro­blem är att sova i tyngdlöshet. Eftersom vi ligger relativt stilla i sömnen finns risk att koldioxiden i utandningsluften inte försvinner tillräckligt snabbt, vilket kan ge huvud­värk. På samma vis är det lätt hänt att föremål och faktiskt också människor blir överhettade om inte ventilationen fungerar.

För att veta vad som är upp och ner har människor hårstrån i innerörat som är täckta av en gelé fylld av mikro­skopiska kristaller, så kallade otoliter. Om vi lägger oss ner kommer gelén att förskjutas i förhållande till håren, vilket uppfattas av känsliga nervceller. Om informationen från ögat inte stämmer överens med signalerna från otoliterna finns risk att vi blir rörelsesjuka. Sjösjuka uppkommer till exempel då ögat tror att båten är stilla medan balanssinnet säger något annat – de flesta djur, även fiskar, kan faktiskt bli sjösjuka. I tyngdlöshet kommer våra sinnesorgan att ge motstridig information, och när du ser din astronautkollega hänga upp och ner från taket samtidigt som dina otoliter studsar omkring i örat är det svårt att inte bli rymdsjuk. Rörelsesjuka kan dock medicineras bort – oftast med nå­gon variant på skopolamin.

När gravitationen upphör kommer en rad andra krafter, som i vanliga fall inte märks så mycket, att dominera. En av dem är ytspänning, att en vätska försöker minimera den yta den har mot luften. På jorden begränsas detta av fasta ytor, och en vattendroppe kommer att vara ganska tillplat­tad där den ligger på en nyvaxad bilhuv. Men i rymden blir vätskor klotformiga droppar, och nu får astronauterna pro­blem. Det går till exempel inte att dricka vatten ur en van­lig kopp – fast därmed inte sagt att man inte kan försöka. De som prövat beskriver upplevelsen som att vattnet först bildar en oformlig bubbla som omsluter ansiktet. När de sedan försöker dricka fyller vätskan bihålorna. Det är som att drunkna. Inte heller är det så mycket lättare att äta, ef­tersom matbitarna har en tendens att flyta upp i näshålan och dessutom är svårsvalda.

Det är också besvärligt att duscha. Nasa testade, med uselt resultat, ett slags duschdräkt som i bästa fall fick vatt­net att studsa mot huden åt olika håll. Inte gick det bättre för den ryska varianten där man försökte trycka ner vattnet med luftstrålar. Återigen bildades stora vattenbubblor som i några fall höll på att kväva kosmonauterna. En lösning på det senare dilemmat var att använda en snorkel. På dagens rymdexpeditioner använder man i stället tvättlappar för att torka av det värsta. Ett problem är att huden har ett skyd­dande lager av döda hudceller. De fylls hela tiden på in­ifrån, och för att vi inte ska få tjockare hud stöts de yttre cellerna av. På tre veckor har nästan alla hudceller bytts ut. De flesta hudflagor skrapas bort med tvättlapparna, men problemet är håret. Vattnet tenderar nämligen att klibba fast i håret, och ett lite längre hår kan bära omkring tre liter vatten – i tyngdlöst tillstånd. Det är därför inte möjligt att tvätta håret i rymden. De döda cellerna från hårbotten kommer så småningom att klumpa ihop sig med fett vilket kan ge en närmast makalös mjäll. Därav konversationen ovan mellan markstationen och Gemini VII.

Schema för att kissa

Även andra problem med rymdresor har att göra med hy­gien. Nästa problem på listan är att kissa. Urinblåsan är så listigt konstruerad att den har nerver som känner av om vävnaden sträcks ut. Redan när blåsan är fylld till en fjärde del signalerar nerverna att det börjar bli dags för ett toabesök. Vartefter blåsan fylls, blir behovet mer och mer trängande tills det helt enkelt inte går att hålla igen. I tyngdlöst tillstånd kommer urinen i stället, på grund av yt­spänningen, att ligga längs blåsans väggar. Det kommer helt enkelt ingen varning förrän blåsan är överfull. Vid det laget finns risk att blåsan pressar så pass mycket på urin­röret att det inte går att kissa. För att undvika kateter får man därför lägga upp ett kisschema.

Det kanske allvarligaste problemet vid långa expeditio­ner är dock den kosmiska strålningen, som till stor del be­står av protoner med hög energi. På jorden är vi i viss mån skyddade av atmosfären, så vi utsätts inte för några extre­ma strålningsdoser. I en rymdfarkost är läget ett helt annat. Förutom att ställa till med problem med skeppets elektro­nik påverkar strålningen också astronauterna. Strålningen ger nämligen upphov till fria radikaler som på sikt kan ska­da vitala funktioner. Ett sätt att kompensera för detta är att äta C-­vitamin, som fungerar som antioxidant. Problemet är att askorbinsyra är en molekyl som är mycket känslig för just strålning, och det är inte orimligt att C-­vitaminet i maten kommer att brytas ner under de år som en Marsexpedi­tion tar. Ska det åter­igen vara skörbjugg som kommer att sätta käppar i hjulet för människans expedi­tioner? I rymden finns ingen lime …

Ulf Ellervik är professor i bioorganisk kemi vid Lunds universitet. Han forskar bland annat om botemedel mot cancer och är en kunskapsspridare på kemins område. År 2018 valdes han in som ledamot i Kungliga Vetenskapsakademien. Ellervik har tidigare utkommit med bland annat Njutning (2013), Glass för kemister (2017), Förgiftad (2019), Ond kemi (2011) och Äckligt – Berättelser om slem, snor och andra sekret (2020).