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宇宙飛行骨減少症とは、宇宙飛行中に起こる特徴的な骨量減少を指します。 宇宙飛行士は、宇宙で過ごす月ごとに平均1%以上の骨量を失います。[ 1 ]長期間の飛行では、過度の骨量減少とそれに伴う血清カルシウムイオン濃度の上昇が、任務遂行を妨げ、不可逆的な骨格損傷を引き起こすことが懸念されています。[ 2 ]
宇宙飛行中の骨量減少は、少なくとも1960年代のジェミニ計画以来観察されてきた。骨量減少量の初期の測定値のほとんどは信頼性に欠けていたが、ジェミニ、ソユーズ9号、アポロ、スカイラブ、サリュート7号、ミール、国際宇宙ステーションで骨量減少が確認された。[ 3 ]宇宙飛行士であり医師でもあるウィリアム・E・ソーントンは、骨量減少を防ぐ方法として運動を最も強く提唱した人物の一人である。[ 4 ]
骨は、骨量あたりのひずみエネルギーを全体的に一定に保つために、ストレスに応じてリモデリングされます。 [ 5 ] そのため、ストレスの高い領域では骨密度が高くなり、ストレスの低い領域では骨密度が低下します。例えば、地球の約3分の1の重力しかない火星では、宇宙飛行士の体に作用する重力ははるかに低くなり、骨の質量と密度が低下します。[ 6 ]
ミール宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士の平均骨量減少率は毎月1～2%であった。[ 2 ] これは、高齢者の年間骨量減少率1～1.5% 、閉経後の女性の2～3%と比較したものである。[ 7 ]
ジェミニ計画以降、運動は骨量減少を防ぐ方法として試みられてきたが、成功は証明されていない。これは、適切に設計された研究が不足していることが一因かもしれない（2005年時点では、宇宙空間でも、骨量減少につながる状況をシミュレートする試みとしてベッドレストを用いた対照研究も行われていなかった）。異なる運動療法（おそらく過去よりも負荷の大きいものを含む）が効果的かどうかは不明である。[ 4 ]
骨は一度失われると回復が難しい。固定に関する研究や脊髄損傷患者のデータもこれを裏付けている。[ 8 ]宇宙飛行のデータもこれを示唆している。[ 9 ]このことから、飛行後の骨回復よりも骨量減少の予防が対策の成功において重要な要素であることが示唆される。
食事中のカルシウムとビタミンDを増やすことは、骨粗鬆症に対する標準的な対策である。[ 4 ]粘土は、カルシウム保持のためにNASAで使用されていると報告されている。[ 10 ]
現在骨粗鬆症の治療に使用されている、または提案されているさまざまな薬物療法は、ホルモン療法（エストロゲンまたはプロゲスチン）、選択的エストロゲン受容体モジュレーター、ビスホスホネート、テリパラチドなどを含め、宇宙飛行にも有効である可能性がある。それらが骨粗鬆症の場合と同様の利点を宇宙飛行にももたらすかどうかはまだわかっていない。[ 4 ]
もし私が週6日、1日最低2時間運動しないと、骨の質量が毎月1％ずつ大幅に減少してしまうでしょう。私たちの体は不要なものを排除することに長けており、私の体は無重力状態では骨が必要ないことに気づき始めているのです。
では、宇宙飛行士は地球上よりも骨密度が急速に低下する。（実際、彼らの体から排出される余分なカルシウムは、当初ISSの浄水システムに問題を引き起こした。）