Laatste nieuws
Yfke Prins
Yfke Prins
4 minuten leestijd
Wetenschap

Astronauten als proefkonijnen: wat zijn de lessen uit zestig jaar ruimtevaart?

2 reacties
ESA/NASA/SpaceX
ESA/NASA/SpaceX

Afgelopen maand publiceerde Nature de Space Omics and Medical Atlas (SOMA). Dit is een uitgebreide dataset met medische gegevens van astronauten. Wat leert de bemande ruimtevaart de geneeskunde in de afgelopen drieënzestig jaar? Specialist in de ruimtevaartgeneeskunde, oftewel space flight surgeon, Maybritt Kuypers deelt haar inzichten.

‘Door de gewichtloosheid in de ruimte ontstaan er volledig nieuwe ziektebeelden’, vertelt Maybritt Kuypers, flight surgeon bij de Europese ruimtevaart­organisatie ESA. Door de verminderde zwaartekracht ontstaat er een herverdeling van lichaamsvloeistoffen. Deze verplaatsen zich richting de bovenste lichaamshelft, wat onder andere zorgt voor oedeem in het gelaat. Ook de veneuze flow verandert, wat er mede voor zorgt dat astronauten een verhoogd risico hebben op trombose in de vena jugularis interna. ‘Daarnaast verandert de vorm van het oog, onder andere door de herverdeling van lichaamsvloeistoffen. Dit staat bekend als spaceflight associated neuro-ocular syndrome’, vertelt Kuypers. ‘Daarom gaat er vaak een leesbril mee naar boven.’ En astronauten hebben de eerste dagen last van space motion sickness, wat leidt tot misselijkheid, overgeven en minder eetlust.

ESA/NASA/SpaceX
ESA/NASA/SpaceX

Vertrouwenspersoon

Kuypers, van origine spoedeisendehulparts, begeleidt als flight surgeon de astronauten. Zij voert de medische screening uit en begeleidt astronauten bij de training voorafgaand aan een ruimtevlucht. Na terugkeer op aarde is ze betrokken bij de daaropvolgende intensieve revalidatie in het astronautencentrum in Keulen. De begeleiding tijdens het verblijf in het International Space Station (ISS) doet ze ook, maar dan op 400 kilometer afstand. ‘Ik spreek de astronauten wekelijks tijdens hun ruimteverblijf via een videoconsult. Ik ben hun medisch aanspreekpunt, maar ook vertrouwenspersoon. Het consult is ook een uitlaatklep voor de astronauten. Als astronauten lange periodes met elkaar opgescheept zitten met beperkt contact met de buitenwereld, ontstaan makkelijk spanningen.’

‘Astronauten groeien gemiddeld zo’n vier centimeter in de ruimte’

Spieratrofie

‘Ongeveer alle systemen in het lichaam ondervinden effecten van de ruimtevaart, maar niet alles geeft grote problemen’, doceert Kuypers. De ‘aanpassingen’ van het lichaam aan het gebrek aan zwaartekracht zijn niet altijd even handig. ‘Astronauten groeien gemiddeld zo’n vier centimeter in de ruimte, ze verliezen botmassa en ontwikkelen spieratrofie, met name van de multifidus- en kuitspieren, die je op aarde overeind houden.’

Om de atrofie ‘binnen de perken te houden’ moeten de astronauten twee uur per dag sporten. Ook na landing op aarde moeten astronauten wennen: orthostatische hypotensie, evenwichtsproblemen en nek- en rugklachten komen vaak voor.

Uit studies waarbij voor en na een verblijf in de ruimte MRI’s werden gemaakt, blijkt dat er structurele effecten zijn op het brein. Door de verandering in de verdeling van lichaamsvloeistoffen neemt ook het intracraniële vocht­volume toe. Hierdoor worden de hersenen, simpel gezegd, omhooggetild. Ook blijkt uit de beelden dat het volume van de ventrikels toeneemt. Bij controles zes maanden na landing is dit nog zichtbaar.

MRI’s laten veranderingen zien in wittestofverbindingen tussen verschillende hersenonderdelen, betrokken bij onder andere het zicht en het vestibulair systeem. ‘Dat is een interessante bevinding, want uit deze beelden en de beschrijvingen van de astronauten blijkt dat het brein goed in staat is om zich aan te passen aan de omgeving. Het brein is best plastisch.’

Kristallen

Erg interessant vindt Kuypers dat er met behulp van de ruimtevaart medicijnen gemaakt worden voor de patiënten op aarde. ‘Bepaalde onderzoeken verlopen efficiënter in de ruimte. Eiwitkristallen kun je op een andere manier laten groeien in de ruimte bijvoorbeeld.’

Een voorbeeld is onderzoek naar de structuur van het amyloïdeiwit. Bepaalde stappen in het kristallisatie­proces verlopen langzamer in de ruimte en de kristallen worden groter. Bij onderzoek naar het groeien van kristallen voor de ontwikkeling van pembrolizumab, een immunotherapie, kregen deze een homogenere structuur. ‘Celculturen en organoïden groeien ook een stuk beter in de ruimte door de verminderde zwaartekracht. Ook 3D-printen gaat makkelijker in ruimte. De regeneratieve geneeskunde gaat hier in de nabije toekomst enorme stappen maken. Vorig jaar is een meniscus geprint in de ruimte en in 2027 zal een eerste poging gedaan worden om een hartmodel te printen.’

De ruimte blijkt ook geschikt voor onderzoeken naar verouderingsprocessen. ‘Door de afwezigheid van zwaartekracht en kosmische straling lijken deze op bepaalde vlakken sneller te gaan in de ruimte’, licht Kuypers toe. Een voorbeeld van onderzoek is een studie naar het gebruik van bisfosfonaten. ‘Dit medicijn wordt veel gegeven aan patiënten met osteoporose, maar het geeft ook veel bijwerkingen. Dit is ook uitgetest op astronauten, maar het werd zeer slecht getolereerd. Het bleek ook niet zo effectief te zijn. De botmassa nam weliswaar minder af, maar de botstructuur was alsnog aangetast en was niet zo goed als de “normale structuur” voorafgaand aan de vlucht.’ Desgevraagd voegt Kuypers toe: ‘De astronauten zijn zelf vaak “proefkonijnen”.’

Chemische barbecue

Kuypers is, als lid van het emergency response team’, meerdere malen bij lanceringen en landingen geweest. ‘Het ruikt naar een chemische barbecue als de verschroeide capsule net op een besneeuwde steppe in Kazachstan geland is. Als daar dan een paar verzwakte astronauten uitgehaald worden die letterlijk net uit de ruimte zijn gevallen, realiseer je je weer hoe bijzonder dit werk is.’

Rond 2030 heeft het ISS het ‘einde van zijn levensduur bereikt’. Dit betekent dat de ruimtevaartorganisaties, samen met commerciële partijen, kijken naar een nieuw ruimtelaboratorium. Kuypers verlegt in de tussentijd haar focus naar maanreizen. ‘Ik heb de taak gekregen om de eerste ESA-astronaut naar de maan te begeleiden. Daarbij komen weer nieuwe uitdagingen om de hoek kijken.’

Lees ook:
Wetenschap
  • Yfke Prins

    'Yfke Prins is laatstejaars coassistent. Naast haar interesse in de geneeskunde, heeft ze een grote passie voor schrijven. Zo is ze onder andere auteur en blogger bij Arts in Spe. Terwijl ze wacht op haar (administratief) afstuderen en BIG-registratie loopt ze stage bij Medisch Contact.  

Op dit artikel reageren inloggen
Reacties
  • P.J.M. van Loon

    Orthopeed/ houdingsdeskundige, Oosterbeek

    Langdurig verblijf in de ruimte geeft door gewichtloosheid een flink aantal negatieve effecten op onze weefsels, waar het verliezen van bot- en spierkwaliteit goed bekend zijn en hier benoemd. Waar nek- en rugklachten al decennia de snelst stijgende ...en grootste socioeconomic burden of diseases zijn zullen astronauten daar ook niet aan kunnen ontsnappen omdat onfysiologisch gedrag, namelijk veel zitten en weinig bewegen bij gewone zwaartekracht nu al bij de jeugd deze problemen veel laat voorkomen. Echter de gevolgen voor het zenuwweefsel zijn nauwelijks onderzocht en dat wordt met nog driestere plannen, om bijvoorbeeld naar Mars te gaan en daar zelfs voor nageslacht te willen gaan zorgen, in de kennis over de groei van ons zenuwstelsel een "no-go". Chinese onderzoekers hebben ooit de helft van een onvolwassen guppy populatie meegestuurd in het spacelab. bij terugkomst bleken de guppies allemaal scoliose en door het achterhoofdgat getrokken kleine hersenen ( als in Arnold Chiari) te laten zien. De lengte groei van het skelet loopt dan helemaal sterk voor op lengtegroei zenuwstelsel. Dit is conform de concepten rond ( discongruent) Osteoneural Growth Relations die de Tsjechische neuroscientist Prof Milan Roth ( Brno, 1923-2006) achter het IJzeren Gordijn uitzocht, goed te begrijpen. Het tekort aan rekken en strekken in de groei bij de jonge generaties in de "westerse" wereld zorgt voor een toenemende mismatch in lengte skelet en CZS. Dat geeft nu al de grootste problemen. Veel buitenspelen onder zwaartekracht zou wel eens de grootste preventieklapper kunnen worden.

  • V. Blum

    sportarts n.p., Haarlem

    Ruimtevaart is een heel onnatuurlijk avontuur, met zeer hoge kosten en weinig baten.... Natuurlijk gaat er van alles anders in gewichtloze toestand, maar je kunt ook iemand een maand aan zijn voeten ophangen, op Aarde. Geeft ook veel verandering. Na...tuurlijk leren we van alles via de ruimtevaart, maar reken eens uit hoeveel CO2-uitstoot een raket naar de maan oplevert, hoeveel geld het kost.... De voornaamste reden om aan ruimtevaart te doen is om te tonen dat de USA, USSR, China, Europa, India, Elon Musk zo goed zijn in dit technologische stunten. Er zal nooit een praktische toepassing zijn waar onze door de mensheid bedreigde planeet Aarde mee geholpen is.

 

Cookies op Medisch Contact

Medisch Contact vraagt u om cookies te accepteren voor optimale werking van de site, kwaliteitsverbetering door geanonimiseerde analyse van het gebruik van de site en het tonen van relevante advertenties, video’s en andere multimediale inhoud. Meer informatie vindt u in onze privacy- en cookieverklaring.