Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kreislaufkollaps auf der Erde

12.05.2003


Schwerelosigkeit stellt eine hohe physische Belastung für Astronauten bei ihrer Arbeit dar. Foto: NASA.


Warum bei Astronauten nach ihrer Rückkehr die Blutdruckregulation versagt / Ursachenforschung in simulierter Schwerelosigkeit


Wer lange im Bett liegt, kommt schwer wieder auf die Beine. Und wer Monate im Weltall verbringt, hat bekanntlich Probleme, die Erde aufrechten Ganges zu betreten. Wissenschaftler der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg haben an "Test-Astronauten" untersucht, warum sich der Kreislauf nach Aufenthalt in der Schwerelosigkeit nur langsam wieder erholt. Eine Schlüsselrolle für die Blutdruckregulation spielt dabei Stickstoffmonoxid (NO), das die Blutgefäße erweitern kann.

Die Untersuchung ist Bestandteil der "Bedrest-Studie" in Köln, die von der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) ausgeschrieben und vom Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln durchgeführt wurde. Insgesamt zwölf Wissenschaftlerteams aus Europa und den USA untersuchen an freiwilligen Testpersonen, welche Auswirkungen eine zweiwöchige simulierte Schwerelosigkeit und eine dürftige Astronautenkost auf Körpergewicht, Knochenstoffwechsel und Herz-Kreislaufsystem haben. "Nicht nur der fehlende Schwerkrafteinfluss macht den Astronauten körperlich zu schaffen, sondern auch ihr geringer Hunger und Durst", erklärt Dr. Christiane Hesse, Abteilung Klinische Pharmakologie und Pharmakoepidemiologie des Universitätsklinikums Heidelberg (Ärztlicher Direktor Prof. Dr. Walter Haefeli). Die mangelhafte Nahrungszufuhr wirkt sich möglicherweise negativ auf ihren körperlichen Zustand im All aus.


Untersuchung an Testpersonen / Zwei Wochen lang Bettruhe und Diät

Diese besonderen Bedingungen werden in Köln möglichst naturgetreu simuliert. Bereits zum vierten Mal haben sich zehn gesunde Männer im Alter von 20 bis 35 Jahren für die vierwöchige Studie zur Verfügung gestellt. Die Hälfte von ihnen hat zwei Wochen in Bettruhe mit 6 Grad Kopftieflage verbracht. Analog zur Schwerelosigkeit werden dadurch ihre Knochen und Muskeln entlastet und Flüssigkeit aus den unteren in die oberen Körperpartien verschoben. Während der vier Studienphasen hat jeder Teilnehmer zwei dieser Bettruhephasen mitgemacht. In zwei der vier Testphasen (eine Phase mit und eine ohne Bettruhe) werden die Teilnehmer zusätzlich auf eine kalorienarme Diät gesetzt.

Was ist nun ausschlaggebend für Kreislaufprobleme, unter denen viele Astronauten nach ihrer Rückkehr auf die Erde leiden? Mangelnde Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr und/oder die fehlende Belastung unter Schwerelosigkeit? "Wir untersuchen, wie sich die Regulation des Gefäßsystems unter kalorienarmer Diät und/oder Bettruhe verändert", sagt Dr. Hesse, die vor Ort im Forschungszentrum der DLR arbeitete. "Dafür verabreichen wir den Versuchsteilnehmern geringe Mengen verschiedener Testsubstanzen und messen am Unterarm, wie sich der Blutfluss verändert." Besonders interessiert die Heidelberger Wissenschaftler, ob Stickstoffmonoxid (NO) freigesetzt wird. Dieses Molekül spielt eine zentrale Rolle für die Erweiterung der Blutgefäße und damit auch für die Blutdruckregulation.

"Vermutlich wird das für die NO-Bildung verantwortliche Enzym, die endotheliale NO-Synthase (eNOS), durch Bettruhe und Diät herunterreguliert und damit weniger NO gebildet", erklärt Frau Dr. Hesse. Dafür könnten verschiedene Mechanismen verantwortlich sein: zum einen die zweiwöchige Immobilität (regelmäßige sportliche Aktivität aktiviert eNOS) und zum anderen der durch Kopf-Tieflage und/oder Diät hervorgerufene Flüssigkeitsmangel. Dieser vermindert die Scherkräfte, die Druck auf die Gefäßwände ausüben, und als Stimulus für die NO-Bildung bekannt sind.

Forschungsergebnisse wichtig für ältere Menschen und bettlägerige Patienten

"Nicht nur künftige Astronauten werden von diesen Untersuchungen wohl profitieren, sondern auch ältere Menschen und Patienten, die über längere Zeit Bettruhe einhalten müssen", sagt Prof. Haefeli. Denn Altern und längere Bettruhe haben einige wichtige körperliche Charakteristika mit der Schwerelosigkeit gemeinsam: Das Blutvolumen geht zurück, das Herz-Kreislaufsystem kann weniger genau reguliert werden und Knochen- und Muskelmasse werden abgebaut. Ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen könnte helfen, diesen Problemen vorzubeugen oder entgegenzuwirken.

Ansprechpartner:

Dr. Christiane Hesse
E-mail: Christiane_Hesse@med.uni-heidelberg.de
Prof. Dr. Walter Haefeli
Sekretariat: 06221 / 568740


Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-heidelberg.de

Weitere Berichte zu: Luft- und Raumfahrt Schwerelosigkeit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Chancen für die Behandlung von Kinderdemenz
24.07.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Titandioxid-Nanopartikel können Darmentzündungen verstärken
19.07.2017 | Universität Zürich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie