무중력 상태에서의 미세순환 시각화 (µGµScan)

무중력 동안 심혈관 시스템은 단기(우주 왕복선) 및 Skylab, MIR 및 국제 우주 정거장에 대한 장기 임무 연구에서 입증된 급속한 변화를 겪습니다(Nicogossian et al., 1989; Blomquist, 1994; 플래츠 등, 2014). 또한 노화가 심혈관계에 미치는 영향과 유사한 장기적인 건강 결과를 초래할 수 있는 혈관 구조, 신진대사 및 혈관 확장제 및 수축 물질에 대한 반응의 변화에 ​​대한 증거도 있습니다(Hughson and Shoemaker, 2004). 심혈관 적응은 비행 후 기립성 불내성(실신), 심박출량 감소 및 운동 능력 감소의 발생률을 증가시킵니다. 이러한 비행 후 영향 외에도 무중력 상태는 비행 중에 해로운 결과를 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 건강한 개인에서도 우주 임무 중에 심장 부정맥이 발생할 수 있는 것으로 나타났습니다(Convertino, 2009).

따라서 변화하는 중력 조건에 대한 인체의 심혈관 반응을 이해하는 것은 우주 과학의 중요한 목표입니다.

미세순환의 비침습적 영상이 심혈관 상태를 평가하는 매우 유망한 도구인 반면, 무중력에 의해 유발된 심혈관 변화에 미세순환이 관여하는 것에 대한 지식은 매우 제한적이며 이 분야에 대한 추가 연구는 유망해 보입니다. 우주 비행 중 미세 순환을 이미징하기 위해 비침습적 기술을 사용하기 전에 지구에서 평가해야 합니다.

지상 조건에서 무중력 상태가 인체에 미치는 영향을 조사하기 위해 입증된 다양한 시뮬레이션 모델이 존재합니다. 이러한 모델 중에서 포물선 비행만이 실제 무중력 상태를 재현합니다(포물선 비행에 대한 설명은 참가자 정보 문서 참조). 심혈관 연구는 종종 포물선 비행 중에 수행되었습니다. 이 방법에 내재된 한계(짧은 무중력 지속 시간 - 약 21초 - 뒤이어 1.8g에서 20초의 초중력 기간) 내에서 몇 가지 놀라운 결과가 수년에 걸쳐 발표되었습니다.

우리 연구 접근 방식의 목표는 이러한 조건에서 심혈관 반응 메커니즘을 더 잘 설명할 수 있도록 포물선 비행에서 미세 순환의 생체 내 평가 타당성을 테스트하는 것입니다. 이러한 맥락에서 우리는 포물선 비행의 무중력 기간 동안 미세 순환 흐름의 변화를 예상합니다.

우리의 접근 방식은 무중력으로 인한 심혈관 질환을 보다 쉽게 ​​식별하고 우주 비행사를 우주 임무에 앞서 무중력에 적응시키는 전략을 개선하는 진단 도구를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.