미세 중력과 유사한 조건에서 다리 운동에 대한 심혈관 시스템의 반응 (STAMAS)

우주 탐사의 주요 문제 중 하나는 우주비행사의 건강에 매우 낮은 중력(즉, 종종 미세 중력 또는 무중력이라고 하는 상태)에 장기간 노출되는 부정적인 영향입니다. 이 비정상적인 상태에서 인체는 종종 "악화"라고 하는 적응 과정을 거치며, 이는 뼈와 근육량의 상당한 손실, 호르몬 변화 및 중요한 심혈관 매개변수의 수정으로 이어집니다. 새로운 생리학적 상태는 미세중력 환경에 적합하지만 지구로 돌아올 때는 부적합한 결과를 낳습니다. 따라서 임무를 수행한 후 우주비행사는 다양한 건강 관련 문제를 경험하고 강도 높은 재활 프로그램을 수행해야 합니다. 심혈관 질환은 주로 무중력으로 인해 하지에서 신체의 상부로 혈액이 이동하는 데서 발생합니다. 장기적으로(즉, 일) 이로 인해 혈액과 체액이 손실됩니다. 단기적으로(즉, 분) 동맥 혈압과 심박수에 대한 수정을 유도합니다.

STAMAS 프로젝트를 통해 유럽 연합이 자금을 지원한 이 연구에서 우리는 다리 운동이 하지 쪽으로 혈액을 이동시켜 무중력으로 인한 상향 유체 이동을 개선할 수 있는지 여부를 평가하려고 합니다. 보다 일반적으로, 우리는 미세 중력과 같은 조건에서 다리 운동에 대한 심혈관 시스템의 단기 반응을 조사하는 것을 목표로 합니다. 이러한 현상을 명확하게 이해한 후 피험자의 생리학적 시선을 모니터링하여 적절한 운동 체계를 계산하여 심혈관 매개변수를 원하는 안전한 값으로 안정화시키는 컨트롤러를 개발할 것입니다. 우리의 기여는 심혈관 시스템에 대한 더 나은 이해를 제공하고 지속적인 다리 운동을 기반으로 우주 비행 중 심혈관 약화에 대한 새로운 대책 장치 개발을 위한 생리학적 근거를 설명할 것입니다.

이 문서에서 제안하는 프로토콜은 잠재적인 주제에 대한 최소한의 위험을 제시하는 동시에 중요한 기여를 할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 분석하려는 심혈관 매개변수는 혈압, 심박수 및 다리 혈액량입니다. 이러한 신호는 최소한의 위험으로 비침습적으로 획득됩니다. 다리 운동은 우리 실험실에서 이전에 개발된 스테핑 장치(MARCOS)를 통해 수행됩니다. MARCOS는 무릎 신전 운동에 적용되는 저항을 다양하게 할 수 있으므로 다양한 운동 강도를 체계적으로 평가할 수 있습니다. 마지막으로, 미세중력 조건은 피사체가 기울어진 플랫폼에 머리를 아래로 향하게 하여 쉽게 에뮬레이션할 수 있습니다(즉, 머리를 아래로 향한 침상 안정 - HDBR 또는 머리를 아래로 기울임 - HDT), 흉부쪽으로 체액의 이동을 유도합니다. 가장 효과적인 경사각은 -6°로 낮아서 피험자에게 최소한의 위험만을 구성합니다. 실제로 피험자는 부정적으로 기울어진 플랫폼에 편안하게 누워서 심혈관 매개변수가 모니터링되고 후속 분석을 위해 암호화된 형태로 기록되는 동안 다양한 강도로 스테핑을 수행합니다.