27 juni 2019

‘Houston, we have another problem’

Zonder het woordje ‘another’ staat deze zin symbool voor alles wat er in technisch opzicht in de ruimtevaart mis kan gaan. Mét ‘another’ erbij wordt de zin wel in de context gebruikt van de medische problematiek in de ruimtevaart. Helemaal correct luidde de zin eigenlijk ‘Okay Houston we’ve had a problem’, gevleugelde woorden die de commando module piloot Jack Swigert van de Apollo 13 ooit aan Houston communiceerde na de gesprongen zuurstoftank van het ruimteschip. De medische ruimtevaart is een tak van wetenschap waar ook zeer veel en naarstig gewerkt wordt aan allerlei oplossingen voor een keur aan problemen die zich kunnen voordoen bij astronauten tijdens een ruimtereis. Momenteel weer actueler dan ooit met bemande maan- en Mars reizen in het vooruitzicht gepland voor het komend decennium.

Muizen voor ruimtevaart kraakbeen onderzoek credits; Space.com

Een team wetenschappers van het Henry Ford ziekenhuis te Detroit o.l.v. bewegingsgeneticus Jamie Fitzgerald wilde onderzoek doen naar de afbraak van kraakbeen in de ruimte, iets waar tot op heden nog niet veel kennis beschikbaar over is. Voor de uitvoering van het onderzoek heeft men gebruik gemaakt van muizen die voor een bepaalde periode naar de ruimte zijn gestuurd. Deze studie wierp de mogelijkheid op dat gewrichtskraakbeen kan worden aangetast, omdat het lichaam niet de gebruikelijke belasting draagt die het op aarde doet. Het muizen experiment voltrok zich, gesteund door een NASA beurs van 100.000 US dollar, in 2013. Het onderzoek stuurde zes mannetjes muizen de ruimte in met de Russische onbemande BION-M1 satelliet, van 19 april tot 19 mei 2013. Deze pathogenenvrije laboratoriummuizen waren 19 tot 20 weken oud bij lancering. Ondertussen werden 15 controlemuizen op aarde geobserveerd onder identieke omstandigheden. Analyse van de weefsels en genexpressie van het kraakbeen na 30 dagen in de ruimte vertoonde tekenen van afbraak van kraakbeen en arthristisachtige degradatie. Het team denkt dat dit komt door het feit dat hoewel de muizen gezien konden worden terwijl ze klommen en over elkaar heen buitelden in hun kooien in het ruimtevaartuig, hun lichamen niet de gewichtsbelasting droegen die ze op aarde zouden hebben en dus het kraakbeen zijn integriteit niet kon behouden. Jamie Fitzgerald benadrukt hierbij dat er geen onomstotelijk bewijs is dat de bevindingen bij de muizen ook zich zullen voordoen bij mensen maar dat het onderzoek uitwijst dat er wel reden is om dit verschijnsel de nodige aandacht te geven.

BION-M1 satelliet credits; Wikipedia

Verlies van bot- en spiermassa, en mede hierdoor verlies van mineralen, maar ook oogproblemen en een vermindering van afweer zijn bekende verschijnselen bij astronauten.Ondanks de beschermlagen van ruimtestations, ruimtepakken, aangepaste voeding, leidt een verblijf in de ruimte onder invloed van micrograviteit maar ook van kosmische straling*, stress, vermoeidheid door de besloten ruimte enz. tot veel ongemakken en/of fysiologische aandoeningen. Het probleem van verlies van bot- en spiermassa in de ruimtevaart is al zeer lang bekend. Progressie in onderzoek is gemaakt maar is dermate belangrijk dat het blijvend onder de aandacht is van ruimtevaart geneeskunde. Van mensen die bedlegerig zijn op aarde is bekend dat de botten aan dichtheid verliezen en brozer worden ten gevolge van inactiviteit. Net als voor astronauten is dit verschijnsel als hier geen verandering in de toestand komt progressief en continu. Het leidt o.a. tot een verlies aan calcium. Verhoogde concentraties calcium in urine zijn gevonden bij Skylab astronauten ook na slechts korte tijd in de ruimte. Veel onderzoek richt zich nu op het beperken van de schade, door middel van speciale voeding, medicijnen of speciale kleding bv. de Gravity Loading Countermeasure Skinssuit, die mechanische druk uitoefent, dit alles opdat het botverlies beperkt wordt, zo is de gedachte, “Houston, we’ve had another problem solved’ is waar al deze maatregelen toe moeten leiden.

“We weten dat weefsels van het bewegingsapparaat – bot, spieren, pezen, kraakbeen en ligament – constant worden aangemaakt onder invloed van mechanische belasting overal op aarde,” zegt Fitzgerald. “Dit komt van dagelijkse activiteiten (mechanische stimuli) zoals lopen en tillen, en de actie van de zwaartekracht die aan het bewegingsapparaat van de mens (zeg maar alle spieren en botten) trekt. Wanneer de gewrichten minder worden belast als gevolg van gewichtloosheid in de ruimte, beginnen deze weefsels te degraderen. Het meest bekende voorbeeld is de atrofie van spier- en demineralisatie van botten die optreedt tijdens ruimtevluchten. “Dit spier- en botverlies wordt wel weer aangemaakt wanneer de astronauten terugkeren naar de aarde. Maar wat interessant is aan kraakbeen, is dat het een weefsel is dat zeer slecht herstelt. Dit roept de belangrijke vraag op of kraakbeen ook in de ruimte degradeert.  Omdat kraakbeen bij mensen niet gemakkelijk kan worden hersteld, kan de terugkeer naar de aarde mogelijk gezondheidsproblemen op de lange termijn opleveren. ” Bron; New Atlas / Henry Ford Hospital / To Mars and beyond, fast, F. Chang Diáz.

Astronaut Thomas Reiter, ESA, Darmstadt e.b.

Citaat uit mijn interview met de Duitse ISS en MIR astronaut Thomas Reiter, 25/8/2016, te ESA, Darmstadt, die over zijn ervaring met mineraal verlies vertelt; Hoe lang kunnen we de mens in de ruimte in deze gewichtloosheid, onder deze voorwaarden, de straling enz. blootstellen zonder dat het pathologische uitwerking heeft, dus dat men terugkomt en de een of andere ziekte meebrengt? Op dat gebied is er natuurlijk nog het een en ander te doen. Maar ook hier kan men zeggen dat het zich de laatste decennia enorm door ontwikkelt heeft, bijvoorbeeld op het gebied van het mineraalverlies uit de botten. Als ik mijn verblijf in de MIR vergelijk met het verblijf aan boord van het ISS, dan heb ik in het ISS veel minder mineraalverlies gehad. Het type sportbeoefening dat men daar bedreef was geheel anders opgebouwd. Zo zijn er veel veelbelovende resultaten te geven, en ik houd het voor mogelijk dat we binnen anderhalf decennium een reis naar Mars of de maan kunnen aanvangen. Gepubliceerd in Ruimtevaart NVR 2016***, nr. 4

*Articular cartilage and sternal fibrocartilage respond differentyly to extended microgravity, Jamie Fitzgerald e.a., NPJ Microgravity, Nature, 2019
https://www.nature.com/articles/s41526-019-0063-6

**Voor astronauten vormt straling een groot risico, de GCR’s, of Galactic Cosmic Rays, waarbij nuclei van zware atomen met extreem hoge snelheid overal doorheen schieten, door de meeste materialen en ook door menselijk weefsel. Ook SPE’e, Solar Particle Events,uitbarstingen van hoge energie deeltjes uit de zon zijn gevaarlijk. Deze uitbarstingen komen vrij willekeurig voor maar zijn minder actief in de rustige periode van de 11-jarige zonnecyclus. Toch registreerde de Mars rover Curiosity tijdens zo een ‘rustige’ periode nog vijf SPE’s.

***https://www.ruimtevaart-nvr.nl/wp-content/uploads/nvr_2016_4.pdf

Reacties

  1. Co van Driel zegt

    Ik dacht bij het lezen van de kop “Houston we have a problem” en het zien van de foto met de muis, dat er daarboven in het ISS muizen waren ontsnapt. Dan heb je écht een probleem.

    • Angele van Oosterom zegt

      Een probleem van een heel andere orde inderdaad, maar dat was niet het geval!

      • Co van Driel zegt

        Ja, nu we het er tóch over hebben, Angèle, kan er eigenlijk brand ontstaan in het ISS, bijvoorbeeld als muizen kabels doorknagen en er kortsluiting ontstaat? Er is natuurlijk zuurstof in het ISS aanwezig, maar het ISS zelf vliegt door het luchtledige.

        • Angele van Oosterom zegt

          Hoi Co, ten eerste denk ik dat het vrijwel onmogelijk is dat ze zouden ontsnappen en daar er best veel ervaring is geweest met muizen in de ruimte, ook in het ISS recent, zie artikel hieronder is m.i. die kans nihiel. Het experiment in mijn blog over kraakbeen was in een onbemande satelliet. Zou het toch het geval zijn dat ze ontsnappen of als de kooi kapot gaat dan is het wel een groot probleem. Brand is natuurlijk zowat het ergste wat er op zo een ruimtestation kan gebeuren. Een artikel over de Mir brand van 22 jaar geleden geeft een mooi overzicht van de extra maatregelen die er toen n.a.v. de brand zijn gedaan. Jerry Linenger, destijds astronaut bij die brand beschrijft erin de hitte en de giftige stoffen die blijven hangen en het benauwde gevoel dat je nergens heen kunt. Veel lessen zijn hiervan geleerd;
          https://www.universetoday.com/100229/fire-how-the-mir-incident-changed-space-station-safety/

          Over muizen in het ISS en gedragsstudie zie;
          http://www.astronomy.com/news/2019/04/mice-go-nuts-in-space

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: