MIKROVERKUN VISUOLISIOINTI PAINOTTOMUKSESSA (µGµScan)

Painottomuuden aikana sydän- ja verisuonijärjestelmä on alttiina nopeille muutoksille, mikä on osoitettu tutkimuksissa lyhytaikaisista (avaruussukkula) ja pitkäaikaisista lentomatkoista Skylabille, MIR:lle ja kansainväliselle avaruusasemalle (Nicogossian et al., 1989; Blomquist, 1994; Platts et ai., 2014). On myös näyttöä muutoksista verisuonten rakenteessa, aineenvaihdunnassa ja vasteissa verisuonia laajentaville ja supistaville aineille, joilla voi olla pitkäaikaisia ​​terveysvaikutuksia, jotka muistuttavat ikääntymisen vaikutuksia sydän- ja verisuonijärjestelmään (Hughson ja Shoemaker, 2004). Kardiovaskulaariset mukautukset lisäävät lennon jälkeistä ortostaattista intoleranssia (pyörtymistä), alentunutta sydämen minuuttitilavuutta ja heikentynyttä harjoituskapasiteettia. Näiden lennon jälkeisten vaikutusten lisäksi painottomuudella voi olla myös haitallisia seurauksia lennon aikana. On esimerkiksi osoitettu, että sydämen rytmihäiriöitä voi esiintyä avaruuslentojen aikana jopa terveillä henkilöillä (Convertino, 2009).

Ihmiskehon sydän- ja verisuonireaktioiden ymmärtäminen muuttuviin painovoimaolosuhteisiin on siis avaruustieteen tärkeä tavoite.

Vaikka mikroverenkierron non-invasiivinen kuvantaminen on erittäin lupaava väline kardiovaskulaarisen tilan arvioinnissa, tieto mikroverenkierron osallisuudesta painottomuuden aiheuttamiin kardiovaskulaarisiin muutoksiin on hyvin rajallista, ja tämän alan lisätutkimus vaikuttaa lupaavalta. Ennen kuin käytetään ei-invasiivista tekniikkaa mikroverenkierron kuvaamiseen avaruuslentojen aikana, se on arvioitava maan päällä.

On olemassa erilaisia ​​todistettuja simulaatiomalleja, joilla tutkitaan painottomuuden vaikutuksia ihmiskehoon maanpäällisissä olosuhteissa: pää alaspäin laskeva sänky, kuiva- ja märkäupotus sekä paraboliset lennot. Näistä malleista vain parabolinen lento luo todellisen painottomuuden tilan (katso parabolisten lentojen kuvaus osallistujan tietodokumentista). Sydän- ja verisuonitutkimukset on usein tehty parabolisten lentojen aikana. Menetelmälle ominaisten rajoitusten puitteissa (lyhyt painottomuuden kesto - noin 21 s - seuraa ja sitä seuraavat 20 s hypergravitaatiojaksot 1,8 g:n painolla) on vuosien varrella julkaistu joitakin merkittäviä tuloksia.

Tutkimuslähestymistapamme tavoitteena on testata mikroverenkierron in vivo arvioinnin toteutettavuutta parabolisessa lennossa, jotta voitaisiin paremmin kuvata kardiovaskulaarisia vastemekanismeja näissä olosuhteissa. Tässä yhteydessä odotamme muutoksia mikroverenkierrossa parabolisen lennon painottomuuden aikana.

Lähestymistapamme saattaa auttaa kehittämään diagnostisen työkalun, jolla voidaan helpommin tunnistaa painottomuuden aiheuttamia sydän- ja verisuonitauteja ja parantaa strategioita astronautien sopeuttamiseksi painottomuuteen ennen avaruustehtävää.