Astronauten aan boord van het internationale ruimtestation ISS hebben een verminderde fysieke fitheid vanwege een afname van de manier waarop zuurstof door het lichaam beweegt, volgens een kinesiologisch onderzoek van de Kansas State University.

Carl Ade, assistent-professor inspanningsfysiologie, en medewerkers werkten samen met het Johnson Space Center om te ontdekken dat de inspanningscapaciteit van astronauten met 30 tot 50 procent afneemt bij langdurige ruimtevluchten, omdat het hart en de kleine bloedvaten niet zo effectief zijn in het transporteren van zuurstof naar de werkende spier.

"Het is een dramatische daling, "Zei Ade. "Als je cardiovasculaire functie afneemt, uw aerobe inspanningscapaciteit daalt. U kunt geen fysiek uitdagende activiteiten meer uitvoeren. Terwijl eerdere studies suggereren dat dit gebeurt vanwege veranderingen in de hartfunctie, onze gegevens suggereren dat er enkele dingen gebeuren op het niveau van het hart, maar ook op het niveau van de microcirculatie in haarvaten."

Naast het verbeteren van de gezondheid van astronauten en het verstrekken van waardevolle informatie voor toekomstige langdurige ruimtevluchten, het onderzoek kan ook aardgebonden klinische patiënten met hartfalen helpen, zei Ade.

Het door NASA gefinancierde onderzoek verschijnt in de Tijdschrift voor Toegepaste Fysiologie in de publicatie "Afnames in maximale zuurstofopname na langdurige ruimtevlucht:rol van convectieve en diffuse O2-transportmechanismen." Het tijdschrift presenteerde het onderzoek ook in een recente podcast.

Andere betrokken onderzoekers van de Kansas State University zijn Thomas Barstow, hoogleraar kinesiologie, en Ryan Broxterman, 2015 doctoraat in fysiologie en postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Utah. Alan Moore, universitair hoofddocent gezondheid en kinesiologie aan de Lamar University, ook bijgedragen.

Terwijl in de ruimte of op het internationale ruimtestation, astronauten moeten veel fysiek veeleisende taken uitvoeren, van de eenvoudigere taak om een ​​capsuledeur te openen tot mogelijk intensere toekomstige planetaire taken, zoals het helpen van een gevallen bemanningslid. Net zo belangrijk is ervoor te zorgen dat astronauten levensreddende taken kunnen uitvoeren wanneer ze terugkeren naar de zwaartekracht - taken zoals een noodlanding op aarde of het uitvoeren van extravehicular activiteiten op het oppervlak van Mars, zei Ade.

Voor de studie, de onderzoekers gebruikten gegevens van het Johnson Space Center over negen mannelijke en vrouwelijke astronauten die ongeveer zes maanden aan boord van het internationale ruimtestation ISS doorbrachten. De gegevens omvatten inspanningsmetingen voor en na hun tijd in de ruimte.

De astronauten voerden enkele maanden voordat ze naar het internationale ruimtestation lanceerden een inspanningstest op een stationaire fiets uit. De onderzoekers stelden het inspanningsvermogen van de astronauten vast door middel van metingen, zoals zuurstofopname, hartminuutvolume, hemoglobineconcentratie en arteriële verzadiging - die illustreren hoe effectief het lichaam zuurstof naar de spiermitochondriën transporteert. Binnen een paar dagen na terugkeer op aarde, de astronauten voerden dezelfde inspanningstest op een stationaire fiets uit om veranderingen in de aerobe inspanningscapaciteit te bepalen.

Door de twee datasets te vergelijken, de onderzoekers zagen een afname van 30 tot 50 procent in de maximale zuurstofopname. Maximale zuurstofopname is de maximale hoeveelheid zuurstof die tijdens inspanning wordt verbruikt en geeft de cardiorespiratoire gezondheid van een persoon weer. De onderzoekers schrijven deze afname toe aan de manier waarop microzwaartekracht de interactie tussen bloedvatencapillairen en rode bloedcellen verandert. maar zeggen dat er meer onderzoek nodig is om te begrijpen wat er in de haarvaten gebeurt.

"Deze daling heeft niet alleen te maken met gezondheid, maar prestatie, "Zei Ade. "Als we kunnen begrijpen waarom de maximale zuurstofopname afneemt, waarmee we gerichte interventies kunnen bedenken, of dat nu lichaamsbeweging of farmacologische interventies zijn. Deze belangrijke nieuwe informatie kan deze astronauten helpen en nadelige prestatieveranderingen in hun werk voorkomen."

Hoewel het onderzoek van cruciaal belang is voor de planning van toekomstige langdurige ruimtevluchten, zoals reizen naar Mars of de verre ruimte, het kan ook helpen bij het begrijpen van de bloedvatfunctie bij oudere patiënten of patiënten met hartfalen.

"We hebben soortgelijke situaties gezien bij hartfalen en bij veroudering, "Ade zei. "Als we beter kunnen begrijpen wat er in de astronaut gebeurt en hoe we dit kunnen voorkomen, dan kunnen we misschien precies hetzelfde doen bij een patiënt die ouder is of hartfalen heeft."