Astronauter oplever fald i blodkarfunktion under rumflyvning, undersøgelse finder

Astronauter ombord på den internationale rumstation har nedsat fysisk kondition på grund af et fald i måden, hvorpå ilt bevæger sig gennem kroppen, ifølge en kinesiologisk undersøgelse fra Kansas State University.

Carl Ade, adjunkt i træningsfysiologi, og samarbejdspartnere indgik et samarbejde med Johnson Space Center for at finde ud af, at astronauternes træningskapacitet falder mellem 30 og 50 procent i rumfart med lang varighed, fordi hjertet og små blodkar ikke er så effektive til at transportere ilt til den arbejdende muskel.

”Det er et dramatisk fald, "Sagde Ade." Når din kardiovaskulære funktion falder, din aerobe træningskapacitet falder. Du kan ikke udføre fysisk udfordrende aktiviteter længere. Selvom tidligere undersøgelser tyder på, at dette sker på grund af ændringer i hjertefunktionen, vores data tyder på, at der sker nogle ting på hjertets niveau, men også på niveauet for mikrocirkulationen inden for kapillærer. "

Ud over at forbedre astronautens sundhed og give værdifuld information til fremtidige rumflyvninger med lang varighed, forskningen kan også hjælpe jordbundne kliniske patienter med hjertesvigt, Sagde Ade.

Den NASA-finansierede forskning vises i Journal of Applied Physiology i publikationen "Fald i maksimal iltoptagelse efter rumfart med lang varighed:Konvektive og diffusive O2-transportmekanismer." Tidsskriftet viste også forskningen i en nylig podcast.

Andre involverede Kansas State University -forskere inkluderer Thomas Barstow, professor i kinesiologi, og Ryan Broxterman, 2015 doktorgrad i fysiologi og postdoktor ved University of Utah. Alan Moore, lektor i sundhed og kinesiologi ved Lamar University, også bidraget.

I det ydre rum eller på den internationale rumstation, astronauter skal udføre mange fysisk krævende opgaver, fra den enklere opgave at åbne en kapsledør til potentielt mere intense fremtidige planetopgaver som at hjælpe et faldet besætningsmedlem. Lige så vigtigt er det at sørge for, at astronauter kan udføre livreddende opgaver, når de vender tilbage til tyngdekraften-opgaver, der kan omfatte en nødlanding på Jorden eller udføre ekstravehikulære aktiviteter på overfladen af ​​Mars, Sagde Ade.

Til undersøgelsen, forskerne brugte Johnson Space Center -data om ni mandlige og kvindelige astronauter, der tilbragte cirka seks måneder ombord på den internationale rumstation. Dataene omfattede øvelsesmålinger før og efter deres tid i det ydre rum.

Astronauterne udførte en stationær cykeltræningstest flere måneder før de lancerede til den internationale rumstation. Forskerne etablerede astronauternes træningskapacitet gennem målinger - såsom iltoptagelse, hjerteeffekt, hæmoglobinkoncentration og arteriel mætning - der illustrerer, hvor effektivt kroppen transporterer ilt til muskelens mitokondrier. Inden for et par dage efter hjemkomsten til jorden, astronauterne udførte den samme stationære cykeltræningstest for at bestemme ændringer i aerob træningskapacitet.

Ved at sammenligne de to datasæt, forskerne oplevede et fald på 30 til 50 procent i maksimal iltoptagelse. Maksimal iltoptagelse er den maksimale iltrate, der forbruges under træning og viser en persons kardiorespiratoriske helbred. Forskerne tilskriver dette fald den måde, hvorpå mikrogravitation ændrer samspillet mellem blodkarskapillærer og røde blodlegemer, men sig, at der er brug for mere forskning for at forstå, hvad der sker i kapillærerne.

"Dette fald er relateret til ikke kun sundhed, men ydeevne, "Sagde Ade." Hvis vi kan forstå, hvorfor maksimal iltoptagelse falder, der giver os mulighed for at komme med målrettede interventioner, hvad enten det er motion eller farmakologiske indgreb. Disse vigtige nye oplysninger kan hjælpe disse astronauter og forhindre eventuelle negative præstationsændringer i deres job. "

Selvom forskningen er nøglen til at planlægge fremtidige rumflyvninger med lang varighed, såsom rejser til Mars eller dybt rum, det kan også hjælpe med at forstå blodkarfunktionen hos ældre patienter eller patienter med hjertesvigt.

"Vi har set lignende situationer ske med hjertesvigt og med aldring, "Sagde Ade." Hvis vi bedre kan forstå, hvad der sker i astronauten, og hvordan vi kan forhindre det, så kan vi måske gøre nøjagtig det samme hos en patient, der er ældre, eller som har hjertesvigt. "