Wpływ grawitacji na ciśnienie krwi

W normalnych warunkach krew przepływa poprzez nogi aż do głowy przeciwnie do grawitacyjnego ciśnienia hydrostatycznego, również w pozycji stojącej (podczas ortostazy). Dzieje się tak głównie w związku ze zwiększeniem całkowitego oporu obwodowego spowodowanego zwężeniem światła naczyń. Skurcz mięśni nóg może wspomóc skurcz żylny, a jednodrożne zastawki zapewniają, że krew nie cofa się w naczyniach żylnych.

W niektórych przypadkach ten układ kontrolny nie działa prawidłowo. Niedociśnienie ortostatyczne (niskie ciśnienie podczas wstawania) to utrzymujący się problem podczas powrotu do warunków ziemskich po pobycie w przestrzeni kosmicznej przy obniżonej grawitacji. Przyczyny powyższego zjawiska są nieznane, a brak dopływu krwi do mózgu osłabia jego funkcjonowanie. Aby zaradzić temu problemowi, naukowcy badają odpowiedź organizmu w ramach finansowanego przez UE projektu ARTHEROSPACE (Arthero-space project: A model based exploration of the regulatory mechanism of the microcirculation for the prevention of orthostatic intolerance).

Jeden z zestawów doświadczeń in vivo polegał na indukowaniu stresu ortostatycznego poprzez test pochyleniowy wraz z obniżonym ciśnieniem dolnych partii ciała. Badano oddziaływania z efektem pompy mięśniowej oraz zwiększonym odpływem krwi poprzez skurcz mięśniowy wymuszający skurcz żylny. Odpowiedź hemodynamiczna skurczu mięśnia bydlęcego była podobna zarówno w obecności stresu ortostatycznego, jak i przy jego braku.

Kolejny zestaw doświadczeń in vivo polegał na balistografii, nieinwazyjnym pomiarze zwiększenia oporu mechanicznego (sygnału przyspieszenia) ciała w odpowiedzi na aktywność serca. Oceniono wpływ przysiadów statycznych, dynamicznych i zsynchronizowanego oddychania. Oczekuje się, że w połączeniu z modelami obliczeniowymi dane te wspomogą użycie balistografii w praktyce klinicznej.

Członkowie zespołu stworzyli jednowymiarowy model biomechaniczny do badania wpływu grawitacji na regulację ciśnienia krwi żylnej. Model umożliwia badanie hemodynamiki w trzech rożnych konfiguracjach: pojedyncze tętnice-żyły bez zastawek, analogicznie z zastawkami oraz żyły powierzchniowe. Model ukazał istotność proksymalnych zastawek żylnych oraz powierzchniowego układu żylnego dla skutecznego działania pompy mięśniowej.

Grupa badawcza ARTHEROSPACE dokonuje znaczących postępów w rozwikłaniu mechanizmów związanych z niedociśnieniem ortostatycznym, co zwiększy bezpieczeństwo powracających na Ziemię astronautów.