Fysisk aktivitet i verdensrommet

I 1969 gjorde mennesket en banebrytende bragd – enestående ingeniørkunst gjorde at vi kunne forlate vår planet og lande på månen. Dette ble utført av U.S. Airforce sine aller ypperste piloter som hadde kommet gjennom nåløyet for å bli astronaut.  Astronautene måtte gjennomgå omfattende og svært krevende psykiske og fysiske tester som de alle færreste av oss ville bestått. 

Treningssenteret for NASA´s astronauter, National Buoyancy Laboratory. NASA har bygd en kopi av romstasjonen i et gigantisk basseng slik at astronauter kan simulere vektløshet ved dykking og dermed trene på oppgaver de skal utføre på romstasjonen. (Foto: Arve Jørgensen)

Utdanningsprogrammet har tidels vært hemmeligholdt og myteomspunnet, men vi i CERG (Cardiac Exercise Research Group) samarbeider med Gruppe for Baromedisin og Miljøfysiologi ved NTNU, som i en årrekke har samarbeidet med det amerikanske romfartsprogrammet (NASA) og det europeiske romfartsprogrammet (ESA). CERG gir deg et innblikk i hvordan og hvorfor det er avgjørende at astronauter er i ypperlig fysisk form. Dette kan muligens være nyttig å ha med seg når du kanskje er en av de som forteller naboen at du skal fly med Virgin Galactic i dette som ser ut til å bli romturismens århundre.

I verdensrommet utsettes astronauter for vektløshet. Dette medfører betydelige fysiske påkjenninger, noe som forutsetter at astronautene er i utmerket fysisk form før de drar ut i rommet, men det kreves også at astronautene trener flere timer hver dag når de er i rommet. Vektløshet over tid medfører tap av muskel- og beinmasse, samt betydelige uheldige endringer i hjerte-karsystemet. I tillegg er det økt risiko for dannelse av gassbobler i blodbanen når astronautene utsettes for trykkendringer ved arbeid utenfor romstasjonen og romfergen.

Disse uheldige effektene på kroppen vil astronautene prøve å minimalisere med bl.a. fysisk aktivitet, da sykdom i rommet vil kunne få katastrofale følger. Trening forhindrer muskelsvinn, opprettholder sterk beinbygning og reduserer risikoen for dannelsen av gassbobler i blodet. Derfor er trening og god helse svært nødvendig for astronauter.

Trening på tredemølle. (Alle treningsbildene er tatt av NASA på den internasjonale romstasjonen, og viser ulike treningsformer som gjennomføres i verdensrommet.)

Bakgrunnen for at NASA og ESA har hatt et forskningssamarbeid med Gruppe for Baromedisin og Miljøfysiologi, er at vi her ved NTNU har drevet med dykkeforskning som har flere likhetstrekk med de problemer astronauter møter i rommet. Astronauter benytter dykking til å simulere vektløshet da tettheten av vann medfører at tyngdekraftens effekt på kroppen opphører. Tyngdekraften fører normalt til at beina fylles godt med blod, men når man er i vann eller vektløshet fordeles blodet fra beina til mer sentrale deler av kroppen.

Dette fører bl. a. til økt tilstrømning av blod til hjertet, og på en voksen mann kan blodvolumet i brystkassen øke med opptil 500 ml. Dette kalles immersjonseffekteten (effekten av å være i vann). Kroppen ser ikke ut til å ta noen permanent skade av immersjonseffekten, men rapporter viser at for eksempel hjertet utsettes for økt belasting og nyrene øker urinutskillelsen med ca. 20 % den første uken i verdensrommet.

Når man dykker vil et økende omgivelsestrykk føre til økt tetthet av pustegassen, og videre til økte mengder oppløst gass i kroppen. Hvis man stiger for raskt til overflaten, vil trykkreduksjonen føre til problemer med å kvitte seg med overskuddsgass over lungene og dermed kan det oppstå bobler i blodbanen og kroppens ulike vev. Disse boblene kan føre til trykkfallsyke, eller også kalt ”dykkersyke.”

Trening med mostand, tilsvarende vekttrening (Foto: NASA)

Trykkfallsyke kan også inntreffe i rommet hos astronauter som skal arbeide på utsiden av romstasjonen eller romfergen. Grunnen til dette er at man må redusere trykket inni romdrakten fra 1 atmosfære, som tilsvarer trykket inni romstasjonen, til 1/3 inni drakten. Hvis trykket ikke reduseres vil drakten blåse seg opp i rommet som har tilnærmet vakuum, og man kan ende opp som en ”Michelin-mann” og det kan gå hull på drakten.

Trening ser ut til å påvirke dannelsen av bobler og risiko for trykkfallsyke. Astronauter benytter trening i kombinasjon med pusting av 100% oksygen for å minimere risiko for bobledannelse og dermed trykkfallsyke. Før man skal arbeide i rommet puster astronautene rent oksygen samtidig som de trener. Teorien er å ”mette” kroppen med store mengder oksygen, og ved at man trener samtidig så går denne prosessen mye raskere grunnet økt blodgjennomstrømning. I tillegg har dyreforsøk fra vår gruppe vist at intervalltrening dagen før simulert dykking betydelig reduserer faren bobler og trykkfallsyke.

Ergometersykkel. (Foto: NASA)

Mekanismene bak dette er uklare, men det spekuleres i at hard trening (intervall 4×4) i en viss tid før en hendelse som er stressende for kroppen (for eksempel dykking), vil kunne virke som et positivt stress (prekondisjonering). Man kan tenke seg at hard trening forbereder kroppen på det påfølgende stress som man utsettes for på et senere tidspunkt. Andre studier har også vist en beskyttende effekt av trening bare 2 timer før dykking. Det er også sett en sammenheng mellom høy aerob kapasitet, eller høyt oksygenopptaket, og redusert risiko for trykkfallsyke hos både dykkere og astronauter. Lav aerob kapasitet samt overvekt har vist seg å øke risikoen for trykkfallsyke og bare understreker hvor viktig det er for en astronaut å være i god fysisk form.

De biokjemiske, fysiologiske og anatomiske prosesser og strukturer i menneskekroppen er nøye tilpasset tyngdekraftens lover for å fungere optimalt. For å stimulere prosesser i kroppen i vektløs tilstand er trening viktig, spesielt for å aktivere muskler da vektløshet medfører at det ikke er noe ”vektdragning” på kroppen og dermed kontraherer og slapper ikke musklene av på en normal måte.

Vektløshet medfører muskelsvinn og samtidig ser man en omdanning av type II muskelfibre (langsomme fibre) som opprinnelig var tilpasset for å holde kroppen oppreist ved normal tyngdekraft, til type I fibre (raske fibre) i vektløs tilstand. Trening i rommet er en svært viktig del av hverdagen til astronauter, og de trener omtrent 2.5 timer hverdag om bord på romstasjonen. De trener på ergometersykkel, løper på tredemølle og driver med motstandstrening. Dette for å forebygge mange av de negative effektene vektløshet medfører.

Hvis du har en fjern drøm om å dra til verdensrommet holder det ikke kun å ha en lommebok full av penger.  Du må også komme deg opp av godstolen og sørge for at din fysiske form er på topp. Vi i CERG ønsker deg lykke til med treningen, og for de som vil vite mer om romfart og trening anbefaler vi at du besøker NASA sin hjemmeside.

Skrevet av Svein Erik Gaustad, Post doktor ved CERG og Arve Jørgensen, Lege ved Klinikk for Bildediagnostikk, St. Olavs Hospital.
Dette innlegget ble også publisert på Adresseavisens Sprek-sider. 

This entry was posted in 4x4, Cardiovascular disease, Exercise, Fitness, På norsk, Research, Sprek by CERG. Bookmark the permalink.

About CERG

The Cardiac Exercise Research Group (CERG) at the Norwegian University of Science and Technology (NTNU) seeks to identify the key mechanisms underlying the beneficial effects of physical on cardiac health in the context of disease prevention and treatment. Named the K.G. Jebsen Center for Exercise in Medicine under Professor Ulrik Wisløff's leadership in 2011, CERG uses both top-down and bottom-up approaches to combat lifestyle-related disease.

One thought on “Fysisk aktivitet i verdensrommet

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s