Cirkulačný kolaps na Zemi - správa o inováciách
Beztiažový stav je pre astronautov v práci vysoká fyzická záťaž. Foto: NASA.
Prečo astronauti po návrate/výskume príčin v simulovanej beztiaži neregulujú svoj krvný tlak
Je ťažké sa postaviť na nohy, ak ležíte dlhší čas v posteli. A každý, kto trávi mesiace vo vesmíre, ako je známe, má problémy s chodením po zemi so vzpriameným priechodom. Vedci z kliniky Lekárskej univerzity v Heidelbergu pomocou „testovacích astronautov“ zisťovali, prečo sa cirkulácia po beztiažovom stave zotavuje len pomaly. Oxid dusnatý (NO), ktorý môže rozširovať krvné cievy, hrá kľúčovú úlohu pri regulácii krvného tlaku.
Štúdia je súčasťou „Bedrest Study“ v Kolíne nad Rýnom, ktorú inzerovala Európska vesmírna agentúra (ESA) a uskutočnil ju Ústav pre leteckú a kozmickú medicínu Nemeckého leteckého a kozmického strediska (DLR) v Kolíne. Celkom dvanásť tímov vedcov z Európy a USA využíva dobrovoľné testovacie osoby na skúmanie účinkov dvojtýždňovej simulovanej beztiaže a nesprávnej stravy astronautov na telesnú hmotnosť, kostný metabolizmus a kardiovaskulárny systém. „Astronautom nerobí problém iba nedostatok gravitácie, ale aj ich nízky hlad a smäd,“ vysvetľuje Dr. Christiane Hesse, Katedra klinickej farmakológie a farmakoepidemiológie vo Fakultnej nemocnici v Heidelbergu (lekársky riaditeľ prof. Dr. Walter Haefeli). Nedostatok príjmu potravy môže mať negatívny vplyv na ich fyzickú kondíciu vo vesmíre.
Štúdium na testovaných osobách/dva týždne odpočinku v posteli a diéty
Tieto špeciálne podmienky sú v Kolíne simulované čo najprirodzenejšie. Po štvrtýkrát sa do štvortýždňovej štúdie prihlásilo desať zdravých mužov vo veku od 20 do 35 rokov. Polovica z nich strávila dva týždne odpočinkom v posteli pri 6 stupňoch smerom nadol. Podobne ako pri beztiažovom stave to uľaví vašim kostiam a svalom a presunie tekutinu zo spodnej časti do hornej časti tela. Počas štyroch fáz štúdia sa každý účastník zúčastnil dvoch z týchto fáz odpočinku v posteli. V dvoch zo štyroch testovacích fáz (jedna s odpočinkom v posteli a druhá bez odpočinku v posteli) sa účastníkom tiež podáva nízkokalorická strava.
Aký je teda hlavný dôvod problémov s krvným obehom, ktorými trpia mnohí astronauti po návrate na Zem? Nedostatočný príjem potravy a tekutín a/alebo nedostatok stresu pri beztiažovom stave? „Skúmame, ako sa regulácia cievneho systému mení pri nízkokalorickej strave a/alebo odpočinku v posteli,“ hovorí Dr. Hesse, ktorý pracoval na mieste vo výskumnom centre DLR. „Účastníkom testu dávame malé množstvo rôznych testovaných látok a meriame, ako sa mení tok krvi na predlaktí.“ Vedcov z Heidelbergu zaujíma najmä to, či sa uvoľňuje oxid dusnatý (NO). Táto molekula hrá ústrednú úlohu pri rozširovaní krvných ciev a tým pri regulácii krvného tlaku.
„Enzým zodpovedný za tvorbu NO, endotelová NO syntáza (eNOS), je pravdepodobne downregulovaný odpočinkom v posteli a diétou, a teda sa tvorí menej NO,“ vysvetľuje Dr. Hesse. Môžu za to rôzne mechanizmy: na jednej strane dvojtýždňová nehybnosť (pravidelná športová aktivita aktivuje eNOS) a na druhej strane nedostatok tekutín spôsobený ležaním hlavy a/alebo stravou. To znižuje šmykové sily, ktoré vyvíjajú tlak na steny nádoby, a sú známe ako stimul pre tvorbu NO.
Zistenia z výskumu dôležité pre starších ľudí a pacientov ležiacich na lôžku
„Z týchto vyšetrení budú mať úžitok nielen budúci astronauti, ale aj starší ľudia a pacienti, ktorí musia zostať dlho v posteli,“ hovorí profesor Haefeli. Pretože starnutie a dlhší odpočinok v posteli majú spoločné niektoré dôležité fyzické vlastnosti s beztiažovým stavom: Objem krvi sa zmenšuje, kardiovaskulárny systém sa dá regulovať menej presne a redukuje sa kostná a svalová hmota. Lepšie pochopenie základných mechanizmov by mohlo pomôcť zabrániť týmto problémom alebo im čeliť.