Dokument: Hämodynamische und hämorheologische Veränderungen in kurzen Phasen von Schwerelosigkeit

Titel:	Hämodynamische und hämorheologische Veränderungen in kurzen Phasen von Schwerelosigkeit
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58861
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220323-104858-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Knost, Thorben [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,60 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 18.02.2022 / geändert 18.02.2022
Beitragende:	Prof. Dr. Jung, Christian [Gutachter] Prof. Dr. med. Kindgen-Milles, Detlef [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Für die Gesundheit von Astronauten im Weltraum ist ein genaues Verständnis (patho ) physiologischer Adaptationen an die Schwerelosigkeit unabdingbar. Bisherige Untersuchungen der Herz-Kreislauf-Physiologie in der Schwerelosigkeit haben zum Teil verschiedene Ergebnisse hervorgebracht. Darüber hinaus wurden in vorausgehenden Arbeiten hauptsächlich makrozirkulatorisch-hämodynamische Parameter adressiert. Um ein besseres Verständnis über Anpassungsmechanismen des Herz-Kreislauf-Systems an die Schwerelosigkeit zu erlangen, sollte jedoch auch die sog. Mikrozirkulation als unmittelbar gewebeversorgender Abschnitt des Gefäßsystems in Untersuchungen einbezogen werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Darstellung und Beurteilung der sublingualen Mikrozirkulation mittels sidestream dark field (SDF) Intravitalmikroskopie sowie die kontinuierliche, nicht-invasive Ableitung von Herz-Kreislauf-Parametern mittels CNAP® Monitor in der Mikrogravitation. Hierfür wurde an Parabelflügen teilgenommen. Die Probanden befanden sich dabei zunächst in sitzender und anschließend in liegender Position. Aufgrund ihres Einflusses auf die Mikrozirkulation wurden zusätzlich anhand venöser Blutentnahmen Veränderungen hämorheologischer Parameter erfasst. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass kurze Phasen der Mikrogravitation signifikante Veränderungen makrozirkulatorisch-hämodynamischer Parameter hervorrufen. Diese Veränderungen sind im Sitzen deutlich stärker ausgeprägt als im Liegen und somit abhängig von der Körperposition. Neben einer Abnahme des systolischen und diastolischen Blutdrucks verringerte sich auch das kardiale Schlagvolumen in der Mikrogravitation. In Phasen der Hypergravitation (1,8g) kam es zu einem Anstieg der Herzfrequenz mit konsekutiver Erhöhung des Herzminutenvolumens. Darüber hinaus konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass eine Darstellung der sublingualen Mikrozirkulation mittels SDF Intravitalmikroskopie in der Mikrogravitation möglich ist, jedoch zeigte sich keine Veränderung im Vergleich zu Messungen bei normaler Erdgravitation. Anhand der venösen Blutentnahmen konnte nach den Parabelflügen eine signifikante Steigerung der Nierenfunktion nachgewiesen werden, die auf eine in der Mikrogravitation auftretende Flüssigkeitsverschiebung im Körper zurückzuführen ist. Veränderungen von Leukozyten-Subpopulationen sind in Zusammenschau mit konstant gebliebenen Cortisolspiegeln durch eine physiologische Stressreaktion auf die Parabelflüge begründet. Erhöhte Myoglobin- und LDH-Werte könnten auf eine geringgradige Myozytolyse während der Flüge hindeuten. Die Ergebnisse der hämodynamischen Parameter zeigen sowohl Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede mit Resultaten vorheriger Untersuchungen. Letztere sind vornehmlich auf eine Verwendung verschiedener Messmethoden sowie unterschiedliche Körperpositionen während der Messungen zurückzuführen. Um das Verständnis physiologischer Adaptationen des Herz-Kreislauf-Systems in der Schwerelosigkeit weiter zu erhöhen, sollten zukünftige Untersuchungen der Mikrozirkulation unter Verwendung technisch verbesserter handgeführter Intravitalmikroskope stattfinden. Darüber hinaus sollten derartige Messungen in Zukunft möglichst in längeren Phasen der Mikrogravitation durchgeführt werden. A fundamental knowledge of physiological adaptations to microgravity is indispensable to ensure health of astronauts during manned space flights. To some extend, former studies on cardiovascular physiology in microgravity led to contradictory results. Furthermore, these trials only referred to the macrocirculation. To gain a better understanding of the cardiovascular system and its regulatory mechanisms in microgravity, the tissue-supplying part of the vessel system, the so-called microcirculation must be taken into account. The main objective of the present dissertation was to evaluate the sublingual microcirculation using sidestream dark field (SDF) intravital microscopy and to measure hemodynamic parameters via CNAP® Monitor in microgravity. These measurements were done during parabolic flights. Each test subject was measured in seated as well as in supine posture. Furthermore, blood samples were taken before and after the flights in order to appraise alterations of hemorheologic parameters. The results of this dissertation show that short periods of microgravity cause significant alterations in hemodynamic parameters. These effects we more distinct in sitting than in supine posture, which shows that the impact of microgravity on the cardiovascular system depends on body posture. Besides a significant decrease of systolic and diastolic blood pressure a reduced cardiac stroke volume was observed in microgravity. However, heart rate increased in periods of hypergravity (1,8g) which caused an increased cardiac output. Furthermore, the present dissertation shows that SDF imaging is suitable in microgravity even though no significant changes compared to measurements in steady flight could be observed. Hemorheologic parameters showed an increase in renal function most likely due to an upward fluid shift in microgravity. Alterations in leucocyte subsets and a lack of decrease in cortisole indicate a stress response to the parabolic flights. Increased myoglobin and LDH levels suggest a mild myocytolysis. Some of these results show differences to former findings, which could refer to different methods or divergent body postures. Future investigations of the microcirculation should utilize novel hand-held microscope devices in order to enhance the knowledge about physiologic cardiovascular adaptation to microgravity. Furthermore, future measurements of the microcirculation should be done in longer periods of microgravity.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	23.03.2022
Dateien geändert am:	23.03.2022
Promotionsantrag am:	20.07.2021
Datum der Promotion:	15.02.2022