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 Neues Hydrogel verbessert die Wundheilung
25.04.2017 | Universität Leipzig

nachricht Konfetti im Gehirn: Steuerung wichtiger Immunzellen bei Hirnkrankheiten geklärt
24.04.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen