Wpływ grawitacji na ciśnienie krwi
Niedociśnienie ortostatyczne (niskie ciśnienie w pozycji stojącej), nazywane również nietolerancją ortostatyczną, to stały problem występujący przy powrocie do warunków ziemskich po pobycie w przestrzeni kosmicznej przy obniżonej grawitacji. Przyczyny tego zjawiska są nieznane, jednak wiadomo, że brak dopływu krwi do mózgu poważnie osłabia jego funkcjonowanie. Aby temu zaradzić, w ramach finansowanego przez UE projektu ARTHEROSPACE (Arthero-Space project: A model based exploration of the regulatory mechanism of the microcirculation for the prevention of orthostatic intolerance) naukowcy zbadali reakcję organizmu na takie warunki. W ramach badania in vivo przeprowadzono test pochyleniowy polegający na indukowaniu stresu ortostatycznego, co pozwoliło sprawdzić oddziaływanie pompy mięśniowej wymuszającej skurcze żylne. Odpowiedź hemodynamiczna na skurcz mięśni łydki była podobna, zarówno w obecności stresu ortostatycznego, jak i przy jego braku. Wykorzystując balistokardiografię, czyli nieinwazyjny pomiar mechanicznego ruchu ciała w odpowiedzi na aktywność serca, oceniono wpływ przysiadów statycznych i dynamicznych wykonywanych ze zsynchronizowanym oddechem. Oczekuje się, że w połączeniu z modelami obliczeniowymi dane te wspomogą użycie balistokardiografii w praktyce klinicznej. Członkowie zespołu stworzyli również jednowymiarowy model biomechaniczny do badania wpływu grawitacji na regulację ciśnienia krwi żylnej. Model ten umożliwia badanie hemodynamiki w trzech rożnych konfiguracjach: pojedyncze tętnice-żyły bez zastawek lub z zastawkami oraz żyły powierzchniowe. Model wykazał istotność zastawek żył proksymalnych oraz układu żył powierzchniowych dla skutecznego działania pompy mięśniowej. Aby lepiej zrozumieć znaczenie regulacji ciśnienia krwi w warunkach stresu grawitacyjnego, obecnie w ramach projektu ARTHEROSPACE prowadzone są badania z użyciem wirówki przeciążeniowej z krótkim ramieniem. W celu określenia dokładności zdalnie kontrolowanego badania ultrasonograficznego żył w warunkach przeciążenia sprawdzane są reakcje obwodowego układu naczyniowego. Informacje o badaniu przedstawiono na międzynarodowym seminarium, w którym wzięło udział 50 gości z całego świata. Wyniki ultrasonografii naczyń obwodowych opublikowano w czasopiśmie Microgravity Science and Technology, zaś dane uzyskane z modeli obliczeniowych przedstawiono w International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering. Projekt ARTHEROSPACE posiada własną stronę internetową http://www.caroleleguy.com/. Grupa badawcza ARTHEROSPACE dokonuje znaczących postępów w rozwikłaniu mechanizmów związanych z niedociśnieniem ortostatycznym. Uzyskane w badaniu wyniki można wykorzystać do stworzenia specjalnych programów treningowych, które pozwolą utrzymać kondycję fizyczną podczas długich misji kosmicznych. Badanie to ma duże znaczenie dla bezpiecznego powrotu astronautów na Ziemię.
Słowa kluczowe
Grawitacja, ciśnienie krwi, astronauci, ortostatyczny, ARTHEROSPACE, mikrokrążenie, pompa mięśniowa
