science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het menselijk hart in de ruimte:wat kunnen we leren van wiskundige modellering

Voorbeelden van drukken (P) en stroomsnelheden (Q) door het hele menselijk lichaam:op aarde (blauw) en ruimtevlucht (rood) configuraties. Krediet:Politecnico di Torino

De menselijke ruimtevlucht fascineert de mens al eeuwenlang, vertegenwoordigen de ongrijpbare behoefte om het onbekende te verkennen, nieuwe grenzen uitdagen, technologie vooruitgaan en wetenschappelijke grenzen verder verleggen. Een belangrijk aspect van menselijke ruimtevluchten op lange termijn is de fysiologische reactie en de daaruit voortvloeiende aanpassing aan de microzwaartekracht (0G), die alle kenmerken heeft van versnelde veroudering waarbij bijna elk lichaamssysteem betrokken is:spieratrofie en botverlies, begin van evenwichts- en coördinatieproblemen, verlies van functionele capaciteit van het cardiovasculaire systeem.

Onderzoek onlangs gepubliceerd in npj Microzwaartekracht en onder leiding van Caterina Gallo, Luca Ridolfi en Stefania Scarsoglio laten zien dat bemande ruimtevluchten de inspanningstolerantie verminderen en het hart van astronauten verouderen.

De studie is gebaseerd op een wiskundig model dat het mogelijk maakte om enkele ruimtevaartmechanismen te onderzoeken die cardiovasculaire deconditionering induceren, dat is de aanpassing van het cardiovasculaire systeem aan een minder veeleisende omgeving.

Het begrijpen van de 0G-configuratie is cruciaal om de volledige gezondheid en het welzijn van astronauten te garanderen met het oog op de nu op handen zijnde missies naar de maan en Mars. Bovendien, aangezien deconditionering van ruimtevluchten kenmerken heeft die vergelijkbaar zijn met versnelde veroudering, gravitatiefysiologie kan leiden tot bruikbare inzichten om de moderne levensstijl medische aandoeningen die samenhangen met langer leven te vertragen of te voorkomen.

De voorgestelde studie vergeleek de cardiovasculaire respons in omstandigheden van microzwaartekracht (0G) met wat er op aarde gebeurt:verschillende hemodynamische parameters, zoals hartwerk, zuurstofverbruik en contractiliteitsindexen, evenals de arteriële druk werden verlaagd. De inspanningstolerantie van een ruimtevluchtreiziger bleek vergelijkbaar te zijn met die van een ongetraind persoon met een sedentaire levensstijl. Op capillair-veneus niveau werden significante golfvormveranderingen waargenomen die de normale perfusie en gemiddelde nutriëntentoevoer op cellulair niveau kunnen wijzigen.

"De huidige bevindingen, " Professor Scarsoglio merkt op "zijn nuttig om toekomstige ruimtevluchten op lange termijn te ontwerpen, optimale tegenmaatregelen te individualiseren en inzicht te krijgen in de gezondheidstoestand van astronauten wanneer de fysieke capaciteit op het moment van herstel van de gedeeltelijke zwaartekracht wordt gevraagd (bijv. Maan/Mars-landing) is vereist."