Vægtløs på jorden:Forberedelse af astronauter til mikrotyngdekraft

Under missioner på den internationale rumstation gennemgår astronauternes kroppe en bred vifte af ændringer på grund af manglende tyngdekraft - alt fra syn til kardiovaskulær sundhed til knogletæthed er påvirket.

Selvom astronauter træner og tager kosttilskud for at afbøde nogle af disse effekter, kan en forståelse af mere om dekonditionering i mikrogravitation give læger mulighed for at designe bedre behandlinger. Dette ville ikke kun være nyttigt for rumfarere; det kunne også forbedre behandlingsstrategier for almindelige sundhedstilstande her på Jorden.

Forbliver tør i en våd situation

For at gøre dette har ESA SciSpacE-teamet og et team af europæiske videnskabsmænd designet VIVALDI, som finder sted i MEDES Space Clinic (Institute for Space Medicine and Physiology) i Toulouse, Frankrig - en af ​​de eneste faciliteter i Europa, der kan være vært for sådanne undersøgelser .

VIVALDI er et eksperiment, der fokuserer på det, der er kendt som tør nedsænkning - en jordbaseret analog af virkningerne mikrogravitation har på kroppen. Som navnet antyder, indebærer tør nedsænkning at blive nedsænket i vand i lange perioder, mens den forbliver tør. For at gøre dette bliver deltagerne iklædt et vandtæt stof og lagt i specialdesignede vandbade. Deres krop er derefter nedsænket til over torsoen, med en monteret vandtæt presenning, der holder deres arme og hoved oven vande.

Under VIVALDI bruger deltagerne fem hele dage i denne stilling. Måltider indtages ved hjælp af et flydende bræt og en nakkepude. Til badeværelsespauser og andre aktiviteter, der kræver fjernelse fra vandet, bliver deltagerne hjulpet op på en vogn, der bevarer deres tilbagelænede position, og midlertidigt fjernet fra vandet af personalet.

Nedsænkning af deltagere på denne måde fjerner vægten fra kroppen, hvilket inducerer mikrogravitationslignende ændringer i neurologiske, kardiovaskulære og metaboliske systemer, for blot at nævne nogle få. Væsker i kroppen skifter, og fysiologiske processer begynder at ligne dem, der ses hos astronauter under rumflyvning.

Bekvemmeligheden ved at være på jorden giver imidlertid forskere mulighed for at foretage alle slags praktiske medicinske vurderinger og nøje overvåge, hvordan systemer ændrer sig i løbet af vægtløshed. En sådan analog giver også forskere mulighed for at indsamle data om kropslige ændringer fra flere mennesker, samt drage faste konklusioner om, hvad de observerer hurtigere.

Mikrotyngdekraft på jorden?

Selvom tør nedsænkning er mere almindeligt brugt af russiske forskere, tester ESA SciSpacE-teamet for at se, hvor meget det ligner faktisk rumflyvning. Gennem VIVALDI håber de at kunne identificere specifikt, hvilke ændringer der sker med kroppen under vægtløshed, hvor lang tid disse ændringer tager at ske, og hvordan de sammenlignes med både rumflyvning og andre jordbaserede mikrogravitationsanaloger.

"Vores første mål er at bruge analogen til at få en bedre forståelse af, hvordan mennesker fysiologisk og til en vis grad psykologisk reagerer og tilpasser sig sådan en ekstrem stimulus," siger Angelique, ESA Discipline Lead for Life Sciences. "Det er et godt værktøj til at få en bedre forståelse af, hvordan astronauter tilpasser sig rumflyvning, og det giver os mulighed for at teste og validere modforanstaltninger."

Den første del af dette eksperiment, VIVALDI I, indeholdt en helt kvindelig gruppe af deltagere for at udfylde et hul i eksisterende forskning. Ved siden af ​​VIVALDI II, det snart begyndende andet etape, der involverer mandlige deltagere, vil de indsamlede data give forskerne en idé om, hvilke belastninger mikrotyngdekraften påfører astronauter af ethvert køn, så vidtgående effektive afbødningsmetoder kan designes

Påvirkning ud over rumflyvning

Men det er ikke kun astronauter, der nyder godt af denne forskning. Forskning, der hjælper os med at nå Månen og Mars, kan også oversættes til sundhedsvæsenet her på Jorden. Forståelse af dekonditionering ved hjælp af tør nedsænkning kan også hjælpe forskere og læger med at designe nye behandlingstilgange til patientpopulationer, såsom dem med muskel- og skeletlidelser, dem, der er immobiliserede og ældre.

"Hos ESA forsøger vi virkelig også at fokusere på det translationelle aspekt," fortæller Angelique. "Hvis vi kan teste modforanstaltninger, såsom specifikke former for motion eller kosttilskud, og vi ser, at de virker godt, kan sundhedsforskere måske også overveje at teste dem for specifikke patientpopulationer." + Udforsk yderligere

Helt kvindeligt besætning i rumflyvningsstudie med vandtank