Gli effetti della gravità sulla pressione arteriosa
L’ipotensione ortostatica o l’intolleranza ortostatica (pressione arteriosa bassa in postura verticale) è un problema persistente durante il rientro dopo la microgravità dello Spazio. Particolarmente grave è la carenza del flusso ematico al cervello, che può comprometterne la funzione e di cui non sono noti i meccanismi. Gli scienziati hanno studiato le reazioni del corpo, per migliorare le contromisure, grazie a un finanziamento assegnato al progetto ARTHEROSPACE (Arthero-Space project: A model based exploration of the regulatory mechanism of the microcirculation for the prevention of orthostatic intolerance). Gli esperimenti in vivo prevedevano l’utilizzo di una piattaforma basculante per l’induzione dello stress ortostatico, al fine di studiare le interazioni con l’effetto pompa della costrizione muscolare, forzando la costrizione venosa. La risposta emodinamica alla contrazione del muscolo del polpaccio è risultata simile con o senza stress ortostatico. Utilizzando la balistografia, cioè la misurazione non invasiva del contraccolpo meccanico del corpo in risposta all’attività cardiaca, i soggetti sono stati sottoposti a valutazione durante movimenti di squat dinamici, squat statici e respirazione sincronizzata. Si prevede che, al momento della combinazione con i modelli computazionali, i dati favoriranno l’impiego della balistografia in ambiente clinico. Per studiare il ruolo della gravità sulla regolazione della pressione venosa, i componenti del team hanno sviluppato un modello biomeccanico a 1 dimensione, che permette di approfondire i parametri emodinamici in tre diverse configurazioni: una singola vena o arteria senza valvole, la stessa vena o arteria con valvole e una configurazione che include vene superficiali. Il modello ha dimostrato l’importanza delle valvole venose prossimali e del sistema venoso superficiale, ai fini dell’efficacia della pompa muscolare. Il lavoro condotto dal team ARTHEROSPACE si è dimostrato importante per la comprensione della regolazione della pressione sanguigna in presenza di stress gravitazionale; attualmente i ricercatori stanno svolgendo uno studio basato sulla centrifuga umana SAHC. Misurando l’accuratezza della valutazione vascolare a ultrasuoni controllata da remoto durante la centrifugazione, l’impianto permette di ottenere le risposte vascolari periferiche. Tra le iniziative di diffusione, il consorzio ha organizzato un seminario internazionale a cui hanno partecipato 50 ospiti internazionali. I risultati dello studio di fattibilità degli ultrasuoni per uso vascolare sono stati pubblicati sulla rivista Microgravity Science and Technology e quelli relativi al modello computazionale sull’International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering. Il progetto ARTHEROSPACE dispone inoltre di un sito web dedicato. Il gruppo di ricerca ARTHEROSPACE ha realizzato importanti progressi nella comprensione dei meccanismi associati all’ipotensione ortostatica. I risultati ottenuti potranno essere applicati a specifici programmi di allenamento per il mantenimento della forma fisica durante le missioni prolungate nello spazio. A livello generale, la ricerca presenta inoltre importanti implicazioni per il ritorno in sicurezza degli astronauti dallo spazio.
Parole chiave
Gravità, pressione arteriosa, astronauti, ortostatico, ARTHEROSPACE, microcircolazione, pompa muscolare