微小重力状態での脚の運動に対する心血管系の反応 (STAMAS)

宇宙探査における主要な問題の 1 つは、宇宙飛行士の健康に対する非常に低い重力 (すなわち、しばしば微小重力または無重力状態と呼ばれる状態) に長時間さらされることによる悪影響です。 この異常な状態では、人体はしばしば「デコンディショニング」と呼ばれる適応プロセスを受け、骨と筋肉量の大幅な損失、ホルモンの変化、および重要な心血管パラメータの変更につながります. 新しい生理学的状態は、微小重力環境には適していますが、地球に戻ると不適切な結果になります。 したがって、ミッションの後、宇宙飛行士はさまざまな健康関連の問題を経験し、集中的なリハビリテーション プログラムを実施しなければなりません。 心臓血管の不調は、主に、重力の欠如によって引き起こされる下肢から上半身への血液の移動に起因します。 長期的には（つまり 日）これにより、血液と体液が失われます。 短期的には（つまり 分) 動脈血圧と心拍数の変化を誘発します。

プロジェクトSTAMASを通じて欧州連合から資金提供を受けたこの研究では、脚の運動が下肢への血液の移動につながり、無重力によって引き起こされる上向きの体液シフトを改善するかどうかを評価する予定です. より一般的には、微小重力のような条件下での脚の運動に対する心血管系の短期的な反応を調査することを目的としています。 これらの現象を明確に理解した後、被験者の生理学的な凝視を監視す​​ることにより、被験者の心血管パラメータを望ましい安全な値に安定させるための適切な運動体制を計算するコントローラを開発します。 私たちの貢献は、心血管系のより良い理解を提供し、連続的な脚の運動に基づく宇宙飛行中の心血管の衰弱に対する新しい対策デバイスを開発するための生理学的根拠を説明します.

このドキュメントで提案するプロトコルは、重要な貢献を生み出す可能性を秘めている一方で、潜在的な被験者に対するリスクを最小限に抑えています。 分析しようとしている心血管パラメータは、血圧、心拍数、脚の血液量です。 これらの信号は、非侵襲的かつ最小限のリスクで取得されます。 脚のエクササイズは、以前に私たちの研究室で開発されたステッピング デバイス (MARCOS) によって実行されます。 MARCOS は、膝の伸展運動に対して適用される抵抗を変化させることができるため、さまざまな運動強度の体系的な評価が可能になります。 最後に、微小重力条件は、被験者を頭を下にして傾斜したプラットフォームに横たわらせることで簡単にエミュレートできます（つまり、 頭を下にして寝たままにする - HDBR、または頭を下に傾ける - HDT) 運動セッション中に、体液の胸部への移動を誘発します。 最も効果的な傾斜角度は-6°と低いことが証明されているため、被験者のリスクは最小限に抑えられます。 実際には、被験者は負に傾いたプラットフォームに快適に横たわり、さまざまな強度で足踏みを行い、心血管パラメータが監視され、その後の分析のために暗号化された形式で記録されます。