우주 비행, 신체를 어떻게 변화시킬까?

암, 정신질환 발병 위험 높이고 심장 수축까지

장기적인 우주 비행이 암 발병 위험을 높이고 심장을 수축시키는 등 신체에 치명적인 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났다.

미국 항공우주국(NASA)은 우주정거장에서 1년여를 보낸 스콧 켈리와 크리스티나 코흐 등 우주비행사들의 신체 변화를 연구한 결과를 종합해 수년에 걸친 장기 화성 탐사 임무에 대한 위험성을 5가지로 정리했다.

NASA는 장기 우주 비행의 가장 큰 위협으로 방사선 노출을 꼽았다. 우주정거장에서는 지구에서의 10배에 이르는 방사선을 쬐게 된다. 이는 건강에 대한 위협으로 직결될 수 있다. 지구상에서 방사선에 노출된 사람들에게서 암과 심장병, 백내장 등 질환의 위험 증가가 관찰된 바 있다. 다른 동물과 세포 연구에 따르면 우주 환경의 방사선은 지구에서 경험하는 방사선보다 더 큰 위험을 초래할 수 있는 것으로 나타났다.

NASA 우주 방사선 연구실에서 연구원들이 방사선이 생물학적 표본에 미치는 영향을 연구하고 있다. ⓒNASA

이와 함께 우주선에서 고립되고 감금된 환경이 지속되면 우주인들은 행동 및 인지 장애, 정신 질환에 걸릴 가능성이 더 커진다. 지구와는 다른 조도 변화, 좁은 공간, 장기간 격리와 감금으로 인한 스트레스, 지구보다 37분이 긴 화성의 하루 등이 모두 원인이 될 수 있다.

또 지구에서 2억㎞가 떨어진 화성과의 교신은 최대 40분까지 소요된다. 태양이 지구를 가리는 시간에는 전파가 아예 차단된다. 이 시간 동안 발생하는 응급 상황이 발생했을 때의 위험 역시 우주인들이 감수해야 한다.

더불어 우주 비행사들은 서로 다른 중력을 가진 공간에서 생활하면서 골밀도 감소를 경험할 수 있다. 화성까지 가는 동안 우주비행사들은 무중력 상태를 경험하고 화성에서는 지구 중력의 1/3인 환경에서 지내게 된다. 연구결과 우주를 비행하는 동안 우주인들은 한 달 평균 1~1.5%씩 골밀도가 낮아지는 것으로 나타났다. 지구로 돌아온 후에도 뼈의 손실은 완전히 회복되지 않을 수 있다.

마지막으로 밀폐된 환경에서 오래 생활함으로써 스트레스 호르몬 수치가 높아지고 면역 체계가 바뀌어 알레르기나 다른 질병에 대한 위험이 높아질 수 있다고 NASA는 설명했다.

NASA의 우주비행사가 체력 훈련을 하고 있다. ⓒNASA

이와 함께 우주 비행은 심장의 수축과도 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 3월 29일 서큘레이션(Circulation)지에 발표된 내용에 따르면 미국 텍사스주 사우스웨스턴 메디컬센터 연구팀이 우주비행사 스콧 켈리와 2018년 태평양을 횡단한 수영선수 베노트 레콤테의 건강 데이터를 분석한 결과 모두 좌심실의 지름이 줄어든 것을 발견했다.

스콧 켈리는 1년 동안 우주에서 19~27%의 좌심실 질량 손실을 보았고 베노트 레콤테은 5개월 동안 20~25%의 손실을 경험했다. 특히 두 사람은 고강도의 운동을 지속했음에도 불구하고 심장 근육이 위축되는 것을 막지 못했다.

연구팀은 “우주 비행과 수영 두 가지 활동 모두 심장에 가해지는 중력이 줄기 때문에 혈액을 위로 끌어올리는 데 지구 지면 위에서만큼 에너지를 쏟을 필요가 없다”며 “심장 근육도 몸의 다른 근육들과 마찬가지로 많이 사용하지 않으면 줄어들게 된다”고 설명했다.

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