Bed rest 2008 - Učinek breztežnosti na človeški organizem - Valdoltra bed rest study

Inštitut za kineziološke raziskaveDrugi projekti

Vodja projekta: prof. dr. Rado Pišot
Nosilec projekta: UP ZRS
Trajanje projekta: 01.04.2008 - 31.12.2008
Tip projekta: tržni projekt


Raziskovalni program »Vloga simulirane breztežnosti na človeški organizem« izvajamo pod okriljem Evropske vesoljske agencije. Že v letu 2001 smo izvedli prvo tovrstno študijo. V letih 2006-2008 pa smo izvedli serijo treh študij. Organizacija projekta poteka pod našim vodstvom in sodelujočimi organizacijami: Inštituta Jožef Štefan iz Ljubljane in Karolinska Institute v Stockholmu. Ostale raziskovalno sodelujoče organizacije so še: Univerza v Vidmu, Univerza v Trstu, Manchester Metropolitan University, Univerze La Sapienza iz Rima, Swedish Defence Research Agency, Univerza v Neaplju, Politecnico Torino, Univerza v Padovi, … Tako smo vzpostavili dolgoročni raziskovalni program, katerega cilj je bil proučevanje vpliva gibalne neaktivnosti na človeško telo, predvsem pa učinek simulirane breztežnosti na razvoj osteoporoze, mišične atrofije ter na delovanje kardiorespiratornega sistema ter termoregulacijskega sistema. Prostovoljce za raziskavo pridobimo s skrbno organizirano selekcijo, zdravniškimi pregledi in etično odobritvijo Komisije za medicinsko etiko RS. Pod nadzorom raziskovalne skupine IKARUS in medicinskega osebja Ortopedske bolnišnice Valdoltra, ki nudi zdravstveno nego in tehnično podporo raziskavi, 10 izbranih merjencev odleži v horizontali 35 dni. Naša odgovornost do preiskovancem se ne prekine tudi po zaključku ležanja, kjer poskrbimo, da se varno povrnejo vse izgubljene oziroma zmanjšane telesne funkcije.


Biolo et al. 2008
Cankar et al. 2009
De Boer et al. 2008
Dolenc et al. 2008
Dolenc et al. 2008
Pišot 2008
Pišot et al. 2008
Plazar et al. 2008
Rittweger et al. 2009
Šimunič and Pišot 2009
Šimunič et al. 2008

 

Več o projektu: Vpliv simulirane breztežnosti na človeški organizem »Bed rest Valdoltra 2006«

Poletje 2006 smo znanstveniki Znanstveno raziskovalnega-središča, Univerze na Primorskem, Inštitut za kineziološke raziskave IKARUS pod vodstvom dr. R. Pišota, Inštituta Jožef Štefan iz Ljubljane pod vodstvom dr. I. Mekjavića ter drugimi  znanstveniki iz Evrope, kot so dr. O. Eiken s Karolinska Institute v Stockholmu, dr. P. Diprampero z univerze v Vidmu, dr. G. Biolo z univerze v Trstu, dr. M. Narici z Manchester Metropolitan University, znanstveniki z univerze La Sapienza iz Rima ter znanstveniki iz Swedish Defence Research Agency vzpostavili dolgoročni raziskovalni program, katerega cilj je bil proučevanje vpliva gibalne neaktivnosti na človeško telo, predvsem pa učinek simulirane breztežnosti na razvoj osteoporoze, mišične atrofije ter na delovanje kardiorespiratornega sistema, termoregulacijskega sistema itd. Na osnovi izbranih kriterijev, zdravstvenega stanja in razgovora smo izmed vseh prijavljenih prostovoljcev izbrali 15 moških v starosti od 20 do 30 let, ki so bili po predhodnih testih in zdravniškem pregledu vključeni v eksperiment. Pod nadzorom raziskovalne skupine IKARUS in medicinskega osebja Ortopedske bolnišnice Valdoltra, ki je nudilo zdravstveno nego in tehnično podporo raziskavi, je 10 izbranih merjencev odležalo v horizontali 35 dni, drugih 5 pa je bilo vključenih v kontrolno skupino. Raziskavo je podprlo slovensko obrambno ministrstvo, ASI (Italjanska vesoljska agencija) in FOI (Swedish Defence Research Agency, Karolinska Institut).

Raziskovalci skupaj z vodstvom UP ZRS Koper, Univerza na Primorskem, inštituta Jožef Stefan Ljubljana, Ortopedske bolnišnice Valdoltra ter Ministrstva za Obrambo RS (foto: arhiv OBV)

35 dnevno ležanje
Z gradnjo mednarodne vesoljske postaje Freedom in pripravami za poleta na Mars, bo človeška prisotnost v vesolju čedalje večja. Številne raziskave so dokazale, da so fiziološke spremembe po daljšem mirovanju v ležečem stanju (npr. dolgotrajnim ležanjem po ortopedskih operacijah) zelo podobne spremembam, ki jih opazimo pri astronavtih po povratku iz vesolja. V tem projektu smo zato preučevali vpliv daljšega bivanja v breztežnostnem stanju (35 dni) na žile, mišice, kosti in telesno temperaturo.

V prisotnosti gravitacijskega polja na Zemlji mora srce in ožilje ustrezno črpati kri, da je prekrvavitev vseh delov telesa ustrezna. Med pokončno držo, mora srce uravnavati ustrezni tlak, ki bo omogočal ustrezen pretok krvi do stopal in nazaj do srca. Ko se uležemo, tako visok pritisk, kot ga srce ustvari med pokončno držo, ni več potreben. Z znatno zmanjšanim krvnim pritiskom, srce lahko omogoči ustrezno prekrvavitev vseh delov telesa. Nadzor nad krvnim tlakom imajo posebni tlačni receptorji v ožilju, tako imenovani baroreceptorji. Odziv srca na spremembo krvnega tlaka, ki ga zaznavajo baroreceptorji, imenujemo barorefleks, oziroma odziv srčnega utripa na spremembo krvnega tlaka. Z dnevnim spreminjanjem, kot tudi s telovadbo, treniramo ne samo skeletne (prečno-progaste) mišice in kosti, ampak tudi gladke mišice v arterijah ter delovanje baroreceptorjev. Vzdrževanje ustreznega pritiska v določeni legi telesa je torej odvisno od barorefleksa, kot tudi od strukture gladkih mišic v arterijah.

Raziskovanje
Z predhodnimi raziskavami je bilo dokazano, da lahko gladke mišice v arterijah treniramo enako kot prečnoprogaste (skeletne) mišice.

Z nadaljnjim raziskovanjem (ta del raziskave bo potekal v naslednjem letu) pa želimo ugotoviti, ali prihaja tudi do izgube mase v mišicah arterij, kot je to dokazano za skeletne mišice. Enako kot mišice so zaradi breztežnosti prizadete tudi kosti. Vsakodnevna aktivnost na zemeljski obli krepi mišice in kosti; neaktivnost pa povzroča atrofijo mišic in demineralizacijo kosti. Kot pri skeletnih mišicah nas tudi pri kosteh zanima, kako breztežnost vpliva na kosti v nogah.

Med fiziološkimi raziskavami v vesolju in simulaciji breztežnostnega stanja na Zemlji, so različne raziskovalne skupine omenile opazne spremembe v temperaturi telesa. Zato smo preučevali tudi učinek daljšega simuliranega breztežnostnega stanja na odzive drgetanja in znojenja, oziroma na dnevno ravnovesje telesne temperature.

Toplota pri drgetanju nastane zaradi kontrakcije skeletnih mišic, in če se masa le teh spremeni, je možno, da se spremeni tudi količina toplote, ki jih te mišice lahko proizvajajo. In kolikor se z daljšim bivanjem v breztežnosti spremeni odziv žil v koži na spremembo kožne temperature, je možno, da se zaradi tega spremeni tudi učinkovitost izhlapevanja znoja iz kože.

Naprava za merjenje moči mišic (foto: Mihaela Jurdana), Meritev porabe kisika in izdihanega zraka (foto: Mihaela Jurdana).

Preiskave
Znanstveniki so opravili številne preiskave, ki so vključevale tudi:

  • meritve moči mišic,
  • porabo kisika,
  • nevromuskolarno tranzmisijo (hitrost mišičnega krčenja),
  • termoregulacijo med potopom v kad z vodo ohlajeno na 15°C,
  • ortostatično intoleranco,
  • psihometrične teste.  



© 2014 Znanstveno-raziskovalno središče | Centro di ricerche scientifiche
Avtorji: Emigma
na vrh