Astronauter ombord på den internationella rymdstationen har minskat fysisk kondition på grund av en minskning av hur syre rör sig genom kroppen, enligt en kinesiologistudie från Kansas State University.

Carl Ade, biträdande professor i träningsfysiologi, och samarbetspartners samarbetade med Johnson Space Center för att finna att astronauternas träningskapacitet minskar mellan 30 och 50 procent i rymdflygning under lång tid eftersom hjärtat och små blodkärl inte är lika effektiva vid transport av syre till den arbetande muskeln.

"Det är en dramatisk minskning, "Ade sa." När din kardiovaskulära funktion minskar, din aeroba träningskapacitet går ner. Du kan inte utföra fysiskt utmanande aktiviteter längre. Medan tidigare studier tyder på att detta händer på grund av förändringar i hjärtfunktionen, våra data tyder på att det händer vissa saker på hjärtats nivå, men också på nivån för mikrocirkulationen inom kapillärer. "

Förutom att förbättra astronautens hälsa och tillhandahålla värdefull information för framtida rymdfärder med lång varaktighet, forskningen kan också hjälpa jordbundna kliniska patienter med hjärtsvikt, Sa Ade.

Den NASA-finansierade forskningen visas i Journal of Applied Physiology i publikationen "Minskningar i maximal syreupptagning efter långvarig rymdfärd:rollen hos konvektiva och diffusiva O2-transportmekanismer." Tidningen innehöll också forskningen i en ny podcast.

Andra involverade forskare vid Kansas State University inkluderar Thomas Barstow, professor i kinesiologi, och Ryan Broxterman, 2015 doktorsexamen i fysiologi och postdoktor vid University of Utah. Alan Moore, docent i hälsa och kinesiologi vid Lamar University, bidragit också.

I yttre rymden eller på den internationella rymdstationen, astronauter måste utföra många fysiskt krävande uppgifter, från den enklare uppgiften att öppna en kapseldörr till potentiellt mer intensiva framtida planetära uppgifter som att hjälpa en fallen besättningsmedlem. Lika viktigt är att se till att astronauter kan utföra livräddande uppgifter när de återvänder till gravitationen-uppgifter som kan omfatta en nödlandning på jorden eller utföra extravehikulära aktiviteter på Mars yta, Sa Ade.

För studien, forskarna använde Johnson Space Center -data om nio manliga och kvinnliga astronauter som tillbringade cirka sex månader ombord på den internationella rymdstationen. Data inkluderade övningsmätningar före och efter sin tid i yttre rymden.

Astronauterna utförde ett stationärt cykelträningstest flera månader innan de startade till den internationella rymdstationen. Forskarna fastställde astronauternas träningskapacitet genom mätningar - till exempel syreupptagning, hjärtutgång, hemoglobinkoncentration och arteriell mättnad - som illustrerar hur effektivt kroppen transporterar syre till muskelns mitokondrier. Inom ett par dagar efter att ha återvänt till jorden, astronauterna utförde samma stationära cykeltest för att bestämma förändringar i aerob träningskapacitet.

Genom att jämföra de två uppsättningarna data, forskarna såg en 30 till 50 procent minskning av maximal syreupptagning. Maximalt syreupptag är den maximala syrehastigheten som förbrukas under träning och visar en persons kardiorespiratoriska hälsa. Forskarna tillskriver denna minskning på det sätt som mikrogravitation förändrar interaktionen mellan blodkärlskapillärer och röda blodkroppar, men säg att det behövs mer forskning för att förstå vad som händer i kapillärerna.

"Denna minskning är relaterad till inte bara hälsa, men prestanda, "Ade sa." Om vi ​​kan förstå varför maximal syreupptagning går ner, som gör att vi kan komma med riktade insatser, oavsett om det handlar om träning eller farmakologiska ingrepp. Denna viktiga nya information kan hjälpa dessa astronauter och förhindra eventuella negativa prestandaförändringar i deras jobb. "

Även om forskningen är nyckeln till att planera för framtida rymdfärder under lång tid, till exempel resor till Mars eller djupt rymd, det kan också hjälpa till att förstå blodkärlens funktion hos äldre patienter eller patienter med hjärtsvikt.

"Vi har sett liknande situationer hända med hjärtsvikt och åldrande, "Ade sa." Om vi ​​bättre kan förstå vad som händer i astronauten och hur vi kan förhindra det, då kanske vi kan göra exakt samma sak hos en patient som är äldre eller som har hjärtsvikt. "