– Omgivningsfysiologiska rön grundar sig ofta på studier inom extremforskningen på piloter eller dykare, säger professor Ola Eiken, här i testlaboratoriets flygsimulator. (Foto: Håkan Lindgren)

Vad händer med kroppen i rymden?

Publicerad 2015-09-15

Hur påverkas kroppen av långvarig sängbundenhet eller i tyngdlöshet? Professor Ola Eikens forskarteam studerar effekterna på blodomlopp, muskler och ämnesomsättning.
– Forskningen drivs av futuristiska tankar som att sätta folk på Mars, men vanliga patienter med hälsoproblem på grund av inaktivitet kan få nytta av våra rön, säger Ola Eiken, läkare, forskare och chef för Centrum för flyg- och rymdfysiologi vid KTH.

I omgivningsfysiologi studerar forskare hur människor reagerar i extrema omgivningar, som när lufttryck förändras på höga höjder och i havsdjup. Det kan också gälla starka temperaturväxlingar vid polarexpeditioner eller vid tjänstgöring med tung skyddsutrustning i tropisk värme.

Forskningen, som länge varit främst inriktad på stridspiloter, dykare och bergsbestigare, har på senare tid allt oftare tagit sikte på astronauters miljö.

Det är få forskargrupper förunnat att kunna skicka ut folk i rymden, men från jorden hjälper hans forskargrupp bland annat ESA (European Space Agency) att anpassa och driva försök på astronauter som utförs på den internationella rymdstationen ISS.

I augusti 2015 avslutade Ola Eikens forskarteam arbetet med två experimentserier. I den ena studien har forskarna undersökt följderna på muskler, skelett och andra organ i kombination med låg syrehalt och inaktivitet.

I den andra experimentserien undersöktes hur blodkärlens funktion påverkas av inaktivitet och (simulerad) tyngdlöshet.

Det senare projektet handlar om hur man på bästa sätt kan förhindra att blodkärlen tappar sin spänst vid tyngdlöshet, eller vid långvarig sängbundenhet.

– Vi har funnit att blodkärlen kan trycktränas. Det görs redan i dag i liten skala i rymden, genom en box med undertryck, där astronauterna kan placera underkroppen och tryckträna kärlen genom att blodet omfördelas.

– Det har antagits fungera, och det har vi nu lyckats bevisa genom markbundna tester där vi studerat själva kärlen, säger Ola Eiken.

Rönen visar att om en sängliggande och ”orörlig” person trycktränar kärlen i ett ben under tre timmar i veckan, så gymnastiseras alla benets blodkärl; artärer, artärioler och vener, och då kan kärlväggarnas elasticitet och spänst upprätthållas. Med enkla medel kan man alltså behålla funktionen i delar av kroppen, säger Ola Eiken.

Forskarna använder sig alltså ofta av markbaserade simuleringsmodeller som ska likna rymdens förutsättningar. I den här sortens testarbeten används metoden ”Bedrest”.

Testpersonerna får ligga stilla länge – vanligtvis i 3-5 veckor.

Studierna utförs på frivilliga, fullt friska testpersoner och det är enligt Ola Eiken lätt att genom annonskampanjer hitta personer som vill medverka.

– Bedrest-modellen innebär att folk läggs till sängs, horisontellt eller med huvudet något nedåtlutat, för att efterlikna den omfördelning av blodvolym och blodkärl-tryck som uppstår i tyngdlöshet, förklarar Ola Eiken.

– Ett problem som vi studerat är att astronauter som återvänder till jorden till en början inte kan stå upp utan att svimma, något som även gäller människor som varit sängliggande lång tid. Det beror dels på att blodkärlen i nedre delen av kroppen blivit så förslappade att blodet formligen rasar ner i kroppen, från huvudet och nedåt, säger han.

När människan står upp skapas i normala fall tryckvariationer i blodkärlen genom gravitationen. Det betyder att trycket i kärlen stiger nedanför hjärtat, och att trycket i kärlen samtidigt sjunker ovanför hjärtat.

Något som visat sig hända i rymden och vid lång sängbundenhet är att blodkärlen i nedre kroppshalvan förlorar sin spänst, och då man återvänder till normal gravitation omfördelas blod till nedre delen av kroppen. Därför blir det svårt att upprätthålla normalt blodtryck i huvudnivå.

– Tillbaka i vanlig miljö eller i rörlighet igen så har personen en alltför liten blodvolym och alltför lågt blodtryck i de centrala kärlen, och riskerar därför att svimma då han eller hon står upp. Rehabiliteringen tar sin tid, säger Ola Eiken.

Forskning visar att efter fem veckors sängvila behövs fem veckors rehabiliteringsträning innan värdena och blodvolymen är tillbaka på vanlig nivå igen.

– Ett annat problem som uppstår både vid rymdflygning och i efter långvarigt sängliggande är förtvining av muskler. Få tänker på att många viktiga muskler är posturala, det vill säga används huvudsakligen när vi står upp – exempelvis belastar vi knästräckare och andra benmuskler mycket när vi står och går.

När vi inte belastar musklerna så anpassar sig kroppssystemet genom att musklerna förtvinar och försvagas, och det blir även svårt för nerverna att aktivera musklerna – de slutar helt enkelt att fungera. För att motverka det är det viktigt att astronauter och sängbundna patienter tränar posturala muskler så mycket som möjligt.

Text: Katarina Ahlfort

Fakta Centrum för flyg- och rymdfysiologi vid KTH:

  • -Målet är att bedriva forskning som är kopplad till medicinsk säkerhet vid bemannad rymdfart.
  • -I Centrum för flyg- och rymdfysiologi (SAPC) vid KTH ingår ett tiotal forskare som leds av Ola Eiken i nationella och internationella samarbetsprojekt.
  • -SAPC står för Swedish Aerospace Physiology Center.

Internationell rymdkonferens på KTH
Den 21-22 september kommer hundra astronauter besöka KTH. Lyssna på astronauter, KTH-forskare och låt dig inspireras av rymden.