Oxigénellátás a súlytalanságban
(Rovat: Az emberi élet védelme, Az űrállomás és az USA - 2017.06.16 07:15.)

A tartós súlytalanságban csökken az űrhajósok fizikai teljesítőképessége. Oka: az oxigénszállítás változása.

A kineziológiai vizsgálatot a Kansasi Állami Egyetem kutatói a NASA Johnson Űrközponttal együttműködésben a Nemzetközi Űrállomás (ISS) űrhajósain végezték. (A kineziológia az emberek fizikai teljesítményének, állóképességének, terhelhetőségének vizsgálatával, az erőnlétük megőrzésével, a mozgáskultúra fejlesztésével foglalkozik.) Megállapították, hogy a hosszú időtartamú repülések során a fizikai teljesítőképesség 30–50%-kal csökken, amit a kutatók „drámai mértékűnek” minősítettek. A változást vizsgálatuk szerint az okozza, hogy a szív és az erek a súlytalanságban nem tudják kellő hatékonysággal a munkát végző izmokhoz szállítani az oxigént. Korábbi vizsgálatok a teljesítménycsökkenésért kizárólag a szívműködés változását tették felelőssé. A kansasi csoport eredményei szerint valóban történnek ugyan bizonyos változások a szívben is, de ugyanilyen fontosak a hajszálerekben bekövetkező változások.

2009 és 2012 közt az ISS kilenc, hosszú időtartamú repülést végrehajtó űrhajósát vizsgálták. (Kép: NASA)

A vizsgálatokat 2009 és 2012 között az ISS-en hosszú időtartamú repülést végrehajtó űrhajósok közül kilenc személyen végezték. Elsősorban a vér által szállított oxigén mennyiségének és az oxigén diffúziójának változásaira voltak kíváncsiak. Megállapították, hogy a körülbelül hat hónapig tartó űrrepülések alatt a konvektív és a diffúziós oxigénszállítás egyaránt csökkent, noha a vér hemoglobinszintje nem változott. Fontosnak tartják a jelenség hátterében álló mechanizmus kiderítését, hogy a jövőben a negatív hatás megelőzhető legyen. Gyanítják, hogy a hajszálerek és a vörös vértestek kölcsönhatása változik meg a súlytalanságban, de a pontos mechanizmus tisztázása érdekében további vizsgálatokat tartanak szükségesnek. Remélik, hogy eredményeik a földi gyógyászatban is hasznosulhatnak, főként idős és szívbeteg páciensek kezelésénél. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a jelenségnek az űrhajósok egészségére nincs hatása, csak a fizikai teljesítőképesség csökken. A vizsgálat eredményeiről beszámoló publikációjuk a Journal of Applied Physiology folyóiratban jelent meg.

Alexander Gerst az ISS szobakerékpárján edz. (Kép: ESA / NASA)

Az űrhajósoknak hónapokkal a repülésük előtt szobakerékpáros gyakorlatot kellett végezniük, amit néhány nappal a repülés után megismételtettek. Fizikai teljesítőképességükön kívül mérték a szervezetük oxigénfelvételét, a szív teljesítményét, a hemoglobin koncentrációját a vérükben és az artériák telítettségét, amely paraméterek megmutatják, milyen hatékonysággal szállítja a vér az oxigént az izomsejtek mitokondriumába. A két adatsor összehasonlításával állapították meg a maximális oxigénfelvétel 30–50%-os csökkenését. (A maximális oxigénfelvétel a fizikai erőkifejtés alatt felhasznált oxigén mennyiségét jelenti, ami a vizsgált személy kardiovaszkuláris állapotát jellemzi.)

Pedro Duque spanyol ESA-űrhajós egy korábbi kardiovaszkuláris kísérletet (Cardiocog) végez az ISS-en. (Kép: ESA / P. Duque)