Avaruus tekee hyvää sydämelle

Kun ESAn ruotsalaisastronautti Christer Fuglesang nousee parin viikon päästä ensimmäiselle avaruuslennolleen, joutuu hän kohtaamaan monenlaisia fyysisiä ja psyykkisiä haasteita. Hänen sydämelleen avaruusmatka saattaa kuitenkin olla rauhoittava kokemus. Tämä on eräs odottamattomista löydöistä, jotka tanskalainen lääketieteen tutkija Peter Norsk Kööpenhaminan yliopistosta on tehnyt tutkimuksessaan.

"Havaintojemme mukaan viikon oleskelu mikropainovoimassa rentouttaa sydäntä ja verenkiertoelimistöä", kertoo Norsk. "Sydämessä on 22 prosenttia enemmän verta ja verenkiertoelimistön kokonaispaine on 14 prosenttia pienempi kuin normaalissa seisovassa asennossa olevalla ihmisellä Maan pinnalla. Tämä yllättävä tulos viittaa siis siihen, että oleskelu avaruudessa on hyväksi verenkiertoelimistölle."

Peter Norsk tosin huomauttaa, että hänen tutkimuksensa ei pysty antamaan vielä viitteitä pitkäaikaisen avaruudessa oleskelun vaikutuksista: korostuvatko positiiviset vaikutukset pitkään avaruudessa oltaessa vai katoaako mikropainovoiman myönteinen vaikutus vähitellen?

Tähän mennessä tanskalaiset tutkijat ovat tehneet kaksi erilaista koetta kaikkiaan yhdeksällä Kansainväliselle avaruusasemalle suuntautuneella avaruuslennolla. Parhaillaan heillä on työn alla kolme muuta koejärjestelyä, joista yksi on juuri alkanut. Sen koekaniinina on Christer Fuglesangin kollega, ESAn saksalainen astronautti Thomas Reiter, joka on parhaillaan avaruusasemalla ensimmäisenä pitkään asemalla viipyneenä astronauttina.

Kaikkiaan kuudesta kahdeksaan astronauttia lisää - joista Reiter on yksi - ottaa osaa näihin lääketieteellisiin kokeisiin vuoteen 2010 mennessä. Lisäksi seitsemän traagisesti tammikuussa 2003 onnettomuuteen päättyneen sukkula Columbian lennolla ollutta astronauttia osallistui kokeisiin. Tutkimuksista kertyneet tiedot ennätettiin välittää kuitenkin Maahan jo lennon aikana.

Ilokaasu merkkiaineena

Koejärjestelyssä mitataan sydämen joka minuutin aikana pumppaaman veren määrää erityisellä laitteistolla. Sitä kutsutaan nimellä PFS (Pulmonary Function System), eli pulmonaaristen (eli keuhkoihin liittyvien) toimintojen mittalaitteisto, ja sen on kehittänyt tanskalainen yhtiö Damec. Laitteisto pystyy mittaamaan ilman neulojen tai muiden välineiden laittamista koehenkilön verisuoniin.

Koehenkilö hengittää suukappaleen kautta ilmaa pussista, jossa on 1,5 litraa erityistä ilmaseosta, missä tavallisen hengitysilman lisäksi on pieni määrä ilokaasua. Se toimii merkkiaineena, joka vereen hengittämisen yhteydessä siirryttyään pystyy toimimaan mittauksissa ilmaisimena - laite mittaa nopeutta, jolla ilokaasu vähenee verestä. Tämän perusteella voidaan laskea kuinka paljon verta kulkee keuhkojen läpi, mikä on sama määrä kuin sydämen läpi pumpattavan veren määrä.

Tämän mittauksen lisäksi astronauttien verenpaine rekisteröidään 24 tunnin ajan – niin avaruudessa oltaessa kuin Maan päälläkin. Mittausaikana otetaan lisäksi yksi verinäyte, josta määritetään hormonien määrä sekä selvitetään hermoston aktiivisuus.

"Tärkein tutkimustavoitteemme on ymmärtää miten mikropainovoima vaikuttaa verenpaineen säätelymekanismiin. Toinen päämäärämme on selvittää miten muutamien sydän- ja verenkiertoelimistön toimintaan vaikuttavien hormonien taso muuttuu pitkään avaruuden mikropainovoimassa oltaessa. Aikaisemmissa tutkimuksissamme on selvinnyt, että hormonien tuotanto kiihtyy mikropainovoimassa siinä missä vastaavasti sydämen ja verenkiertoelimistön toiminta rauhoittuu. Tästä syystä haluamme nyt mitata sydämen, koko verenkiertoelimistön sekä hermoston toimintaa ja hormonituotantoa pitkään avaruudessa oltaessa", selittää Peter Norsk.

Painovoima rasittaa verenkiertoelimistöä

Norskin ja hänen tutkimusryhmänsä tuloksilla on käyttöä tulevaisuudessa, kun pitkään kestäviä lentoja esimerkiksi Marsiin suunnitellaan. Niillä on tosin sovelluskohteita hyvinkin lähellä.

"Voisi olettaa, että sydän pumppaisi enemmän verta avaruudessa kuin Maan päällä, ja että verenpaine olisi alempi. Samoin tuntuisi luonnolliselta että hermojärjestelmä ja hormonien tuotanto olisi rennompi. Koska näin ei kuitenkaan näytä olevan, on todennäköistä että hermot saavat verenkiertoelimistön toiminaan eri tavalla avaruudessa", Norsk sanoo.

"Nähtävästi mikropainovoima rentouttaa verenkiertoelimistöä myös pitkään avaruudessa oltaessa, eikä vain lyhytkestoisesti. Useiden kuukausien ajan kestävä avaruuslento on siten päinvastainen virike kuin painovoima, mikä rasittaa elimistöämme. Tämä rasitus on haitaksi sydänpotilaille, etenkin kun sairauden pahetessa rasitus tuntuu yhä voimakkaampana. Tutkimalla sydämen ja verenkiertoelimistön käyttäytymistä avaruudessa saatamme löytää tavan vähentää rasitusta myös Maan päällä."

Tämän vuoksi tanskalaistutkijat tekevät samanaikaisesti kokeita myös sydänpotilaiden kanssa. "Pyrimme vähentämään painovoiman haittavaikutuksia säätelemällä potilaiden veren neste- ja suolapitoisuutta siten, että se tuottaa sopivan, avaruuden olosuhteita vastaavan rasituksen sydämelle myös Maan painovoimassa. Jotta tämä on mahdollista, pitää sydämen pumppaaman veren määrää mitata samaan tapaan kuin astronauteilla vuorokauden ajan, joten astronauttien mittaamiseen käytetty tekniikka auttaa myös tässä", toteaa Peter Norsk.