Det menneskelige hjerte i rummet:Hvad kan vi lære af matematisk modellering

Menneskelig rumflyvning har fascineret mennesket i århundreder, repræsenterer det immaterielle behov for at udforske det ukendte, udfordre nye grænser, fremme teknologi og flytte videnskabelige grænser yderligere. Et nøgleaspekt ved langvarig menneskelig rumflyvning er den fysiologiske respons og deraf følgende mikrogravitations (0G) tilpasning, som har alle funktionerne i accelereret aldring, der involverer næsten alle kropssystemer:muskelatrofi og knogletab, indtræden af ​​balance- og koordinationsproblemer, tab af funktionsevne i det kardiovaskulære system.

Forskning offentliggjort for nylig i npj Mikrotyngdekraft og dirigeret af Caterina Gallo, Luca Ridolfi og Stefania Scarsoglio viser, at menneskelig rumflyvning reducerer træningstolerance og forælder astronauternes hjerte.

Undersøgelsen er baseret på en matematisk model, som gjorde det muligt at undersøge nogle rumflyvningsmekanismer, der inducerer kardiovaskulær dekonditionering, det er tilpasningen af ​​det kardiovaskulære system til et mindre krævende miljø.

Forståelse af 0G-konfiguration er afgørende for at sikre astronauternes fulde helbred og velvære i lyset af de nu forestående missioner til Månen og Mars. I øvrigt, da rumflyvningsdekonditionering har funktioner, der ligner accelereret aldring, gravitationsfysiologi kan føre til nyttig indsigt for at forsinke eller forhindre de moderne livsstilssygdomme, der er forbundet med at leve længere.

Den foreslåede undersøgelse sammenlignede det kardiovaskulære respons i mikrogravitationsforhold (0G) med det, der sker på Jorden:flere hæmodynamiske parametre - såsom hjertearbejde, iltforbrug og kontraktilitetsindekser, såvel som arterielt tryk - blev reduceret. En rumfartsrejsendes motionstolerance viste sig at være sammenlignelig med en utrænet person med en stillesiddende livsstil. På kapillær-venøst ​​niveau blev der observeret signifikante bølgeformsændringer, som kan modificere den regelmæssige perfusion og gennemsnitlige næringsstofforsyning på celleniveau.

"Presenter resultater, " Professor Scarsoglio bemærker "er nyttige til at designe fremtidige langsigtede rumflyvninger, individuelle optimale modforanstaltninger og forstå astronauters helbredstilstand, når den fysiske kapacitet øjeblikkeligt på tidspunktet for genoprettelse af delvis tyngdekraft (f.eks. Måne/Mars landing) er påkrævet."