Газ в пищеварительной системе рано или поздно настигает каждого, часто в виде отрыжки. Отрыжка — это способ, с помощью которого организм избавляется от лишнего газа из верхних отделов пищеварительного тракта, иначе в желудке и пищеводе может возникнуть очень неприятное давление.
Так происходит на Земле. Но в космосе всё работает немного по-другому, ведь отсутствует гравитация, которая помогает в этом процессе. Так возможно ли отрыгнуть в космосе? Ответ более сложный, чем может показаться на первый взгляд.
В условиях микрогравитации отрыжка происходит не так, как на Земле, рассказали эксперты в интервью Live Science. Это связано с тем, что в отличие от рвоты, которая заставляет пищу подниматься вверх с помощью мышц пищеварительного тракта, механика отрыжки полностью зависит от гравитации. Во-первых, гравитация помогает разделить газовые компоненты от остатков пищи в желудке: газ легче, поэтому он поднимается вверх. Таким образом, до того как человек отрыгнёт, в желудке находится слой горячего, иногда вонючего газа, который плавно висит над кашеобразной смесью частично переваренной пищи.
Когда газа становится достаточно, он начинает оказывать давление на сфинктер (кольцевидную мышцу, которая служит барьером между различными частями пищеварительной системы) между желудком и пищеводом. Сфинктер открывается, и газ поднимется в нижнюю часть пищевода. Второй сфинктер, расположенный выше, пропускает газ в верхний пищевод, где он может выйти наружу в виде отрыжки.
«В космосе воздух и жидкости в желудке не могут разделяться, как на Земле», — сказал Раффи Куюмджян (Raffi Kuyumjian), главный врач отдела космической медицины Канадского космического агентства (CSA).
Без гравитации, которая разделяет содержимое желудка, все становится одной большой кашей из газов и остатков пищи. В космосе, как и на Земле, можно попытаться отрыгнуть, выпив газированный напиток, набрав воздуха и задержав его, а также сдвигая мышцы живота, но если делать это в условиях микрогравитации, по словам астронавта Криса Хэдфилда (Chris Hadfield) в посте 2018 года в Twitter (теперь X), это будут «комковые пузыри».
Гравитация также помогает газу выйти наружу благодаря процессу, называемому конвекцией. Когда газ или жидкость нагревается, его молекулы расшатываются, что делает его менее плотным (и, следовательно, легче) по сравнению с окружающими газами или жидкостями. Именно поэтому мы видим столбики пузырей, поднимающихся в кастрюле с кипящей водой, почему поверхность Солнца покрыта конвекционными ячейками, и почему горячий газ отрыжки неизбежно поднимается из вашего желудка, возвращается по пищеводу и выходит через (надеемся, вежливо прикрытый) рот.
Однако без гравитации конвекция не работает. Если нет гравитации, которая тянет содержимое желудка вниз, то не имеет значения, какие компоненты пищи в желудке астронавта тяжелее или легче других.
«В условиях невесомости нет верхнего и нижнего направления, поэтому газ не может «подниматься» из желудка для отрыжки», — объяснил Куюмджян.
Хорошая новость в том, что астронавтам не нужно беспокоиться о том, что плохо подобранное время отрыжки выйдет на фоне тишины в рабочий день. Адрианос Големис (Adrianos Golemis), хирург по медицинскому обслуживанию экипажа для Европейского космического агентства и Французского космического агентства CNES, в ответ на вопрос о физиологии отрыжки в космосе сказал, что «такой вопрос на послеполетных брифингах никогда не возникал» (шутка могла быть умышленной).
Тем не менее, у некоторых могут возникнуть другие проблемы:
«Вместо отрыжки астронавты могут испытывать рефлюкс желудочных жидкостей и газа», — сказал Куюмджян.
Рефлюкс происходит, когда сфинктер между желудком и пищеводом расслабляется, позволяя желудочной кислоте (и иногда частично переваренной пище) вернуться в пищевод. Это может быть болезненно, и некоторые люди реагируют на это, глотая больше, пытаясь очистить горло от раздражающей кислоты, что, иронично, делает отрыжку более вероятной.
В космосе, поскольку жидкости, твердые вещества и газы все перемешаны в желудке астронавта, жидкость может вернуться, как и газ. Плавание в микрогравитации стирает грань между рефлюксом и отрыжкой.
Если астронавт решит, что ему обязательно нужно отрыгнуть в космосе, но не хочет выплюнуть смесь желудочных жидкостей и частично пережеванной пищи, есть еще один способ сделать это: создать искусственную гравитацию, как рассказал астронавт Джим Ньюман (Jim Newman) писательнице Ариэль Вальдман (Ariel Waldman) в книге «What’s It Like in Space?: Stories from Astronauts Who’ve Been There» (Chronicle Books, 2016). Нужно оттолкнуться от стены, и ускорение должно имитировать эффекты гравитации, временно разделяя содержимое желудка. Но в этом случае важна правильная синхронизация, потому что нужно заставить себя отрыгнуть, пока ускорение продолжается — иначе получится комковатый газ.
Газ, который прошел через желудок и попал в кишечник, может выйти с другого конца в виде «газа», что представляет собой уже совершенно другую проблему.
