Undersøgelser viser, at rumrejser påvirker rygraden hos astronauter

Hvordan påvirker rumrejser rygsøjlen? Astronauter på lange missioner i rummet har atrofi af de muskler, der understøtter rygsøjlen - som ikke vender tilbage til det normale selv flere uger efter deres tilbagevenden til Jorden, rapporterer en undersøgelse i Rygrad .

Resultaterne giver ny indsigt i de forhøjede forekomster af rygsmerter og rygmarvssygdom forbundet med langvarig rumflyvning, rapport Dr. Douglas G. Chang fra University of California, San Diego, og kolleger. "Dette kunne give nyttige fysiologiske oplysninger til støtte for en bemandet mission til Mars, " skriver forskerne. Dataene blev indhentet som en del af et NASA-finansieret forskningsstudie, ledet af Drs. Alan R. Hargens og Jeffrey C. Lotz.

Spinalstøttende muskler kan svækkes under rumflyvning; Ingen ændring i skivehøjde

Seks NASA-besætningsmedlemmer blev undersøgt før og efter at have tilbragt fire til syv måneder i "mikrogravitation"-forhold på den internationale rumstation. Hver astronaut gennemgik magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) scanninger af rygsøjlen før deres mission, umiddelbart efter deres tilbagevenden til Jorden, og igen en til to måneder senere.

Målet var at forstå faktorer, der påvirker lændehvirvelsøjlens styrke og lændesmerter under langvarig rumflyvning, samt rygsøjlens reaktion efter tilbagevenden til Jordens tyngdekraft. Rygsmerter er almindelige under længerevarende missioner, med mere end halvdelen af ​​besætningsmedlemmerne, der rapporterer rygsmerter. Astronauter har også øget risiko for spinal diskusprolaps i månederne efter hjemkomst fra rumflyvning - omkring fire gange højere end i matchede kontroller.

Disse ændringer er ledsaget af en stigning i kropshøjden (ca. to tommer), menes at være resultatet af spinal "aflastning" og andre ændringer relateret til manglen på tyngdekraft. Forskerne brugte en billed-"tærskeholdende"-teknik til at estimere slanke muskler adskilt fra ikke-magre muskelkomponenter.

MR-scanningerne indikerede betydelig atrofi af den paraspinale magre muskelmasse - som spiller en afgørende rolle i spinal støtte og bevægelse - i løbet af astronauternes tid i rummet. Den magre muskel, eller "funktionel, " Tværsnitsarealet af de lumbale paraspinalmuskler faldt med et gennemsnit på 19 procent fra preflight til umiddelbare postflight-scanninger. En måned eller to senere, kun omkring to tredjedele af reduktionen var genvundet.

Der var en endnu mere dramatisk reduktion i det funktionelle tværsnitsareal af de paraspinale muskler i forhold til det totale paraspinale tværsnitsareal. Forholdet mellem slanke muskler faldt fra 86 procent før flyvning til 72 procent umiddelbart efter flyvning. Ved opfølgning, forholdet genvandt til 81 procent, men var stadig mindre end preflight-værdien.

I modsætning, der var ingen konsekvent ændring i højden af ​​de spinale intervertebrale diske. Dr. Chang og medforfattere skriver, "Disse målinger er i modstrid med tidligere hypoteser om virkningerne af mikrotyngdekraft på diskhævelse." Yderligere undersøgelser vil være nødvendige for at klarlægge virkningerne på skivehøjden, og om de bidrager til stigningen i kropshøjde under rummissioner, og til den øgede risiko for diskusprolaps.

I mellemtiden fundet af paraspinal muskelatrofi antyder mulige forebyggende skridt til at reducere rygmarvseffekterne af rumflyvning. For eksempel, core-styrkende øvelser, som dem, der anbefales til patienter med rygsmerter på Jorden, kan være en nyttig tilføjelse til astronaut træningsprogrammet.

Yoga kan være en anden lovende tilgang, især til behandling af spinal stivhed og nedsat mobilitet. Dr. Chang og hans kolleger konkluderer:"Om nye træningsmodforanstaltninger kan forhindre paraspinal muskelatrofi under flyvning, forbedre spinal smerte og funktion, forkorte restitutionstiden, og hvordan en sådan træning kan udføres i et mikrogravitationsmiljø med tilgængeligt træningsudstyr, kræver yderligere undersøgelse."

Dr. Chang kommenterede, "Over alt denne videnskab, Det, jeg finder, er det mest unikke aspekt ved rumforskning, er inspirationen, nysgerrighed og spænding genereret hos næsten alle, jeg taler med i forhold til at overkomme personlige udfordringer, stille spørgsmålstegn ved vores plads i universet, og tage fat på forandringer herhjemme."