Astronautens hälsa – en dansk hjärtesak

När den svenske astronauten Christer Fuglesang inom kort lyfter på sin första rymdfärd står han inför både fysiska och mentala utmaningar. För hans hjärta och blodomlopp kan rymdvistelsen dock kanske snarast bli en semesterresa.

Det pekar åtminstone – något överraskande – resultaten från en dansk forskargrupp under ledning av professor Peter Norsk på Köpenhamns universitet på.

– Vi har sett att en vecka i mikrogravitation verkar avstressande på hjärtat och blodomloppet. Hjärtat innehåller 22 procent mer blod, och blodomloppet är 14 procent mindre sammantryckt än vid normal belastning på jorden. Detta är intressant, eftersom det antyder att en vistelse i rymden är hälsosamt och avslappnande för hjärt- och kärlsystem, säger han.

Peter Norsk konstaterar att en av de intressantare frågorna är om en ännu längre vistelse i rymden är ännu mer välgörande för hjärtat? Eller avklingar effekterna istället?

De danska forskarna har hittills gjort två experiment under totalt nio uppdrag till den internationella rymdstationen ISS. Ytterligare tre experiment pågår.

Ett av dessa har just startat och har Christer Fuglesangs kollega, den tyske ESA-astronauten Thomas Reiter, som testperson. Han är den förste europeiske permanente besättningsmedlemmen på ISS.

Totalt kommer mellan sex och åtta astronauter – varav en är Reiter – att delta i experimenten fram till 2010. Även fyra av de sju astronauterna som förolyckades när rymdfärjan Columbia bröts sönder under återinträdet i atmosfären deltog i ett sådant experiment. Data från experimentet hade redan hunnit skickas till markstationen när rymdfärjan förolyckades.

Spårgas mäter blodflödet

I experimenten används utrustning som mäter den blodvolym hjärtat pumpar varje minut. Utrustningen kallas PFS (Pulmonary Function System), och har utvecklats av det danska företaget Damec.

Utrustningen är icke-invasiv, vilket betyder att försökspersonerna inte behöver utsättas för intravenösa nålar eller liknande.

Försökspersonen andas genom ett munstycke som är kopplat till en säck med 1,5 liter luftblandning. I blandningen ingår en liten mängd av en ofarlig gas, som spårämne. När försökspersonen andas överförs gradvis spårgasen till blodet. Mätutrustning talar om hur snabbt detta sker, och forskarna kan med hjälp av detta räkna ut hur mycket blod som passerar lungorna. Denna volym är identisk med den volym hjärtat pumpar.

Som komplement så mäts blodtrycket på astronauterna under 24 timmar – både på rymdstationen och på marken. Under varje sådan period får astronauterna vid ett tillfälle lämna ett blodprov för att bestämma nervaktiviteten och koncentrationen av hormoner i blodet.

– Huvudsyftet med experimentet är att förstå hur mikrogravitation påverkar regleringen av blodtrycket. Ett annat syfte är att bestämma hur vissa hormoner som påverkar regleringen av hjärt- och kärlsystemet påverkas av en långtidsvistelse i mikrogravitation. Vi har tidigare funnit att mikrogravitation aktiverar hormonproduktionen, tvärtemot effekten på hjärt- och kärlsystemet. Därför vill vi mäta hjärtat, blodomloppet, nervaktiviteten och hormoner samtidigt under en längre tids rymdvistelse, förklarar Peter Norsk.

Gravitationen stressar hjärt-kärlsystemet

Resultaten är uppenbarligen betydelsefulla inför kommande långresor i rymden, exempelvis till Mars. Men de är också intressanta för läkare hemma på terra firma.

– Vi förväntar oss att hjärtat ska pumpa mer blod i mikrogravitation än på jorden och att blodtrycket ska vara lägre. Vi förväntar oss också en lägre aktivitet i nervsystemet och i produktionen av hormoner. Om detta visar sig inte vara fallet så antyder det att nervsystemet påverkar hjärt-kärlsystemet annorlunda i rymden, säger Peter Norsk.

– Om det verkar som om mikrogravitation gör att hjärtat och blodomloppet slappnar av, inte bara på kort sikt, utan även över perioder på flera månader så skulle detta också peka på det omvända – den gravitation vi annars utsätts för på daglig basis stimulerar och stressar vårt hjärta och vårt blodomlopp. Detta är ett problem för patienter med hjärtproblem, eftersom denna stress förvärrar sjukdomen. Utan dessa experiment i rymden skulle vi inte kunna säga något om hur mycket denna dagliga gravitationsstress påverkar systemet. Får vi den insikten kanske vi också kan hitta vägar att minska stressen.

Parallellt med rymdexperimenten arbetar de danska forskarna med hjärtsjuka patienter. Peter Norsk förklarar:

– Vi försöker motverka de kontinuerliga effekterna av gravitationen genom att modifiera patientens vatten- och saltbalans så att vätske- och blodnivån hamnar på den optimala nivån för att motverka gravitationsstressen och för att ge hjärtat optimala arbetsbetingelser. Detta kräver att vi under 24 timmar kan mäta blodet som hjärtat pumpar. Utrustningen som utvecklats för rymdexperimenten gör detta möjligt.