Сердцу не приходится работать так усердно в условиях невесомости, с которыми сталкиваются члены экипажа, живущие неделями и месяцами на борту Международной космической станции (МКС).Известно, что частые, интенсивные занятия физическими упражнениями смягчают гемодинамическую адаптацию к длительной микрогравитации, которая в противном случае может привести к ортостатической гипотензии и другим проблемам после возвращения астронавтов на землю.

Теперь есть прямые данные МРТ-сканирования, свидетельствующие о том, что такие упражнения во время полетов на МКС, которые для некоторых астронавтов могут длиться 6 месяцев или дольше, частично защищают сердце, компенсируя некоторые адаптивные эффекты микрогравитации на структуру и функции сердца.

Преимущество представляется достаточно большим, чтобы помочь убедить исследователей в том, что какой-то версии существующих протоколов тренировок будет достаточно для аналогичной защиты астронавтов во время гораздо более длительных миссий на Марс, запланированных на ближайшие годы.

Команда оценила массу и объемы желудочков с помощью МРТ у девяти астронавтов мужского пола и четырех женщин примерно за 2 месяца до и через 3 дня после пребывания на орбите на борту МКС продолжительностью от 4 до 6 месяцев. Их гемодинамика была измерена или оценивалась в полете.

Все астронавты выполняли упражнения на выносливость и сопротивление в течение 2 часов ежедневно на оборудовании, предназначенном для работы в условиях микрогравитации, во время миссий, включенных в исследование, которое проходило с 2009 по 2013 год.

Работа сердца (рассчитанная на основе расчетного объема желудочков и среднего давления в аорте) снизилась в среднем на 12% во время пребывания на МКС по сравнению с предполетными оценками. Но в целом после своих миссий астронавты продемонстрировали гораздо меньшую степень сердечной атрофии, чем та, которая была предсказана земными исследованиями длительного постельного режима, сообщили исследователи 14 августа в журнале Американского колледжа кардиологии.

Вполне вероятно, говорят они, что атрофические изменения сердца были, по крайней мере, частично предотвращены нагрузкой на желудочки, усиленной длительными, почти ежедневными тренировками астронавтов в полете.

Полученные результаты “предполагают, что текущие меры противодействия физическим нагрузкам, используемые на МКС, эффективны для поддержания морфологии желудочков, несмотря на снижение общей сердечной работы во время космического полета”, – пишут авторы во главе с Шигеки Сибатой, доктором медицинских наук, Юго-западный медицинский центр Техасского университета, Даллас.

“Я думаю, мы показали, что если астронавты смогут поддерживать регулярные физические нагрузки, то они смогут сохранить структуру и функции своей сердечно-сосудистой системы”, – сказал старший автор исследования Бенджамин Д. Левин, доктор медицинских наук. theheart.org | Кардиология Medscape.

В среднем их сердечная нагрузка снизилась, но “они провели достаточно кратковременных тренировок высокой интенсивности в полете, чтобы многие из них смогли сохранить структуру своего сердца даже в течение шести месяцев”.

Левайн наблюдал, что изменения массы желудочков варьировались у 13 астронавтов, которые приступили к своим полетам на МКС с разным уровнем физической подготовки.

У некоторых, кто обычно тренировался более интенсивно перед полетом по сравнению с предписанным режимом упражнений на борту МКС, при послеполетной магнитно-резонансной томографии была выявлена умеренная атрофия сердца.

“У нашего самого приспособленного астронавта была потеря массы сердечной мышцы примерно на 11%”, – сказал Левайн. Но прогнозируемая потеря составила около 22%, поэтому его физические упражнения на борту МКС все еще считались защитными от сокращения желудочков.

Напротив, масса желудочков имела тенденцию к увеличению у тех, кто не привык к частоте и интенсивности тренировок на борту, и кто достигал большей нагрузки на сердце в космосе, чем на земле.

“Наша наименее подготовленная астронавт сказала нам, что она никогда в жизни не делала столько упражнений, сколько в космосе. И ее сердце действительно стало больше.”

Эти примеры, по словам Левина, иллюстрируют, что в структурных и функциональных изменениях сердца во время космического полета “нет ничего волшебного”. “Это гемодинамический феномен. Сердце реагирует на нагрузку, которая на него возлагается. “Оно сокращается, если нагрузка постоянно уменьшается, и увеличивается в массе при больших нагрузках.

Астронавты на борту МКС выполняли не менее 90 минут физических упражнений 6 дней в неделю; от 30 до 45 минут отводилось на аэробные упражнения, а остальное – на силовые тренировки, говорится в отчете. Они тренировались на оборудовании, специально разработанном для использования в условиях микрогравитации.

Общая работа сердца оценивалась за 1-3 недели до космического полета и за 15 дней до отправления астронавтов с МКС. В течение суток измерялось артериальное давление, а другие показатели гемодинамики оценивались с использованием проверенных методов.

Сканирование до и после полета выявило поздний уровень гадолиния (LGE) у одного “астронавта, прошедшего подготовку на выносливость”, но ни у одного из них не было новых признаков LGE после нескольких месяцев пребывания в условиях микрогравитации.

Средняя масса левого желудочка (ЛЖ) и правого желудочка (ПЖ) существенно не различалась до и после пребывания на МКС, а также не наблюдалось существенных средних изменений ударного объема ЛЖ или ПЖ, фракции выброса или конечно-диастолического или конечно-систолического объемов.

Относительное среднее изменение массы левого желудочка “сильно и положительно” коррелировало с относительными средними изменениями общего сердечного выброса и общей работы сердца, отмечается в отчете.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что “масса и объем сердца будут поддерживаться во время будущих длительных космических полетов”, таких как запланированные на Марс, “до тех пор, пока доступно соответствующее оборудование для тренировок и не возникнет травм или проблем с материально-техническим обеспечением, которые помешали бы регулярным тренировкам”, – заключают авторы.

“Это одна из вещей, о которых я беспокоюсь ― что, если они заболеют или получат травму? Что, если тренажеры сломаются и они не смогут тренироваться?” – сказал Левайн.

“Тогда, я думаю, они будут восприимчивы к гораздо большему разрушающему эффекту. Это, вероятно, не будет иметь большого значения в полете или даже на Марсе, где гравитация составляет всего треть от [земной]. Но это будет иметь большое значение, когда они вернутся на Землю”.

Ан говорит, что текущий отчет “демонстрирует приверженность, которая предпринимается для определения и противодействия воздействию космических путешествий на организм человека ― в той мере, в какой протоколы упражнений в этом исследовании были персонализированы”.

Далее в нем описываются другие текущие и будущие проблемы, связанные с практикой медицины и сохранением здоровья в космических полетах. В дополнение к восстановлению сердечно-сосудистой системы, отмечает Карл Л. Томмазо, доктор медицинских наук, Медицинский центр Бейлора Скотта и Уайта, Темпл, Техас, атрофия скелетных мышц, плохая минерализация костей, вестибулярные нарушения, беспокойство, другие психологические проблемы, травмы, неотложная медицинская помощь и другие проблемы, которые неизбежны при будущих космических полетах, потребуют “уникальные решения”.

Исследование финансировалось за счет гранта Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства. Шибата, Левин, их соавторы и Томмазо сообщают об отсутствии соответствующих взаимосвязей.

Я собираю Кардиол. Опубликовано в Сети 14 августа 2023 года. ,

Следите за Стивом Стайлзом в Twitter: . Для получения дополнительной информации от theheart.org | Medscape Кардиология, следите за нами на и .