VISUALISERING AV MIKROCIRKULATIONEN I VIKTLÖSHET (µGµScan)

Under tyngdlöshet är det kardiovaskulära systemet föremål för snabba förändringar vilket har visats i studier av kortsiktiga (rymdfärja) och långvariga uppdrag till Skylab, MIR och den internationella rymdstationen (Nicogossian et al., 1989; Blomquist, 1994; Platts et al., 2014). Det finns också bevis för förändringar i blodkärlsstrukturen, ämnesomsättningen och svaren på kärlvidgande och sammandragande ämnen som kan ha långsiktiga hälsokonsekvenser som liknar effekterna av åldrande på det kardiovaskulära systemet (Hughson och Shoemaker, 2004). Kardiovaskulära anpassningar orsakar en ökad förekomst av ortostatisk intolerans efter flygning (svimning), minskad hjärtminutvolym och minskad träningskapacitet. Förutom dessa efterflygningseffekter kan viktlöshet också få skadliga konsekvenser under flygningen. Till exempel har det visat sig att hjärtarytmi kan uppstå under rymduppdrag, även hos friska individer (Convertino, 2009).

Att förstå människokroppens kardiovaskulära reaktioner på förändrade gravitationsförhållanden är därför ett viktigt mål för rymdvetenskapen.

Även om icke-invasiv avbildning av mikrocirkulation är ett mycket lovande verktyg för att utvärdera kardiovaskulärt tillstånd, är kunskapen om mikrocirkulationens inblandning i kardiovaskulära förändringar som induceras av viktlöshet mycket begränsad och ytterligare forskning inom detta område verkar lovande. Innan man använder en icke-invasiv teknik för att avbilda mikrocirkulationen under rymdfärder, måste den utvärderas på jorden.

Det finns olika beprövade simuleringsmodeller för att undersöka effekterna av tyngdlöshet på människokroppen under markförhållanden: sängstöd med huvudet ner, torr och våt nedsänkning och parabolflyg. Bland dessa modeller återskapar endast parabolflyg ett verkligt tillstånd av viktlöshet (se deltagardokumentet för en beskrivning av parabolflyg). Kardiovaskulära studier har ofta utförts under parabolflyg. Inom de begränsningar som är inneboende i metoden (kort varaktighet av viktlöshet - cirka 21 s - efter och följt av hypergravitation 20 s perioder vid 1,8 g), har några anmärkningsvärda resultat publicerats under åren.

Syftet med vår forskningsmetod är att testa genomförbarheten av in vivo-utvärderingen av mikrocirkulationen i parabolflygning för att bättre kunna beskriva kardiovaskulära svarsmekanismer under dessa förhållanden. I detta sammanhang förväntar vi oss förändringar i mikrocirkulationsflödet under parabolflygets viktlöshetsperiod.

Vårt tillvägagångssätt kan hjälpa till att utveckla ett diagnostiskt verktyg för att lättare identifiera tyngdlöshetsinducerade hjärt-kärlsjukdomar och förbättra strategier för att anpassa astronauter till viktlöshet inför rymduppdraget.