Denk je dat het misschien leuk is om in de ruimte te wonen? Vraag het maar aan je botten.
De ruimtevaartorganisaties van de aarde hebben enkele van de belangrijkste obstakels voor het leven in de ruimte aangepakt, met ruimtepakken onder druk die het dodelijke vacuüm compenseren en inkomende zonne- en kosmische straling afbuigen. Maar als er geen zwaartekracht is, verliezen astronauten aan boord van het internationale ruimtestation nog steeds tot 10 keer meer botmassa dan de meeste postmenopauzale vrouwen op aarde.
In een poging om dit botverlies aan te pakken, vonden onderzoekers van de Universiteit van Washington 22 vrijwilligers voor een onderzoek waarbij bedrust werd gebruikt als een analoog van ruimtevluchten. De huidige groep vrijwilligers is halverwege hun toezegging om 84 dagen in bed te blijven, in een zes-graden, hoofd-naar beneden gekantelde positie. De proefpersonen zijn nog steeds gezond en de resultaten zijn al veelbelovend.
Foto met dank aan Peter Cavanagh, Universiteit van Washington
Verrassend genoeg zijn het niet per se studenten die de oproep beantwoorden. Vrijwilligers moeten ten minste 22 jaar oud zijn, dus de resultaten zijn van toepassing op de leeftijdsgroep van mensen die het meest waarschijnlijk astronaut worden.
De kanteling van het hoofd naar beneden bootst veel van de fysiologische aanpassingen na die astronauten ervaren tijdens ruimtevluchten, zoals het verplaatsen van lichaamsvloeistof naar het hoofd. De bedrustopsluiting bootst het volledige 'ontladen' van het bewegingsapparaat na dat astronauten voelen als ze door de ruimte zweven vanwege het gebrek aan zwaartekracht, wat botverlies versnelt.
Studieleider Peter Cavanagh, hoogleraar orthopedie en sportgeneeskunde aan de Universiteit van Washington, zei dat de vrijwilligers aan het einde van hun termijn heel langzaam moeten worden opgeheven, 'omdat ze zeer waarschijnlijk zullen flauwvallen' totdat het hart zijn vermogen om bloed naar de hersenen te duwen. Soms, zei hij, voelen vrijwilligers pijn in de onderkant van hun voeten wanneer ze ze uiteindelijk neerleggen, en hebben ze moeite om tijdens het lopen door hoeken te navigeren.
'Ze voelen zich over het algemeen een beetje zwak', zei Cavanagh. 'We laten ze twee weken revalideren en kopen ze een lidmaatschap bij de healthclub voor nog een maand.'
In dat opzicht is de ervaring van de studievrijwilligers vergelijkbaar met die van astronauten die terugkeren van lange periodes in de ruimte. Maar voor de helft van de proefpersonen is er een belangrijk verschil - het zit in hun pas.
De helft van de deelnemers aan de studie voert individueel voorgeschreven intermitterende oefeningen op de loopband uit die vergelijkbaar zijn met trainingen door astronauten in de ruimte, maar met één belangrijk verschil: ze worden naar het oppervlak van de loopband getrokken door een harnas dat meer kracht uitoefent dan wat het onderzoeksteam eerder heeft gemeten tijdens lopen en hardlopen op de loopband van het International Space Station.
De resultaten van de eerste helft van het onderzoek zijn 'buitengewoon veelbelovend', zei Cavanagh. Van de vijf proefpersonen die tot nu toe zijn toegewezen aan de oefengroep, werd botverlies bij vier van hen voorkomen in belangrijke skeletgebieden door de tegenmaatregel van de loopbandoefening, terwijl de zes niet-oefenende deelnemers aan de controlegroep allemaal botmassa verloren.
'We hebben ontdekt dat we met deze ingreep gemiddeld botverlies in een belangrijk deel van de heup kunnen voorkomen,' zei Cavanagh. 'Geen enkel bedrustonderzoek heeft dit ooit bereikt.'
Cavanagh zei dat de onderzoeksresultaten van invloed zullen zijn op de gezondheid van de botten in de ruimte door de oefeningsvoorschriften voor astronauten op toekomstige ruimtemissies te verbeteren. Hier op aarde zou het werk wetenschappers kunnen helpen begrijpen hoe geïndividualiseerde trainingsprogramma's leeftijds- en geslachtsgerelateerde osteoporose beïnvloeden.
Wat de vrijwilligers betreft, moedigen de studieleiders hen aan om 'iets speciaals te bereiken', zei Cavanagh. “Sommigen probeerden Spaans te leren. We hadden anderen die zich op examens aan het voorbereiden waren, en die dingen deden die ze moeilijk zouden doen als ze hun leven zouden leiden met de typische afleiding.”
Cavanagh zei dat de proefpersonen doordeweeks bezig zijn met testen, maar dat de weekenden moeilijk kunnen zijn.
De vrijwilligers verdienen ongeveer $ 8 per uur, maar ze werken 24 uur per dag.
'Een van mijn meest bevredigende momenten,' zei Cavanagh, 'is dat ik ze aan het eind een cheque van $ 12.000 overhandig.'
Bron: Universiteit van Washington en Peter Cavanagh
Toegevoegd op 24-3:Bekijk een interview met studiedeelnemer Tabitha Garcia bij auteur Anne Minard's Blog .