The 25-Day NASA Study
Prosjektet jeg deltar i, er en såkalt ”bedrest”-studie. ”Bedrest”, eller sengeleie, er en mye brukt modell for vektløshet. Ved sengeleie oppheves de hydrostatiske trykkgradientene i sirkulasjonen. En blodåre i for eksempel foten vil ikke lenger ha vekten av væskesøylen over seg slik som i oppreist stilling. Det samme skjer i vektløshet fordi tyngdestresset er opphevet. Sengeleie brukes mest som modell for vektløshetens effekt på sirkulasjonen, men simulerer i tillegg muskelatrofi og demineralisering av bein. For å simulere effekten av isolasjon brukes overvintring (ni måneder) i Antarktis!
I tillegg til fysiologisk testing analyseres urin (daglig) og blod, med hovedfokus på nyrefunksjon og hormoner. Denne delen av prosjektet tilhører Harvard Medical School. Det ser ut til at forsøkspersonene behandler den økte saltmengden i kosten på ulik måte. Normalt (ikke under sengeleie) vil en person oppnå likevekt etter få dager dersom han/hun øker saltinntaket. Dette skjer ikke under sengeleie, idet de fleste forsøkspersonene akkumulerer saltet i stedet for å øke urinutskillingen. Andre forsøkspersoner reagerer ved å skille ut mer salt enn de tar inn. Mekanismene for dette er usikre, og vi vet ikke hvilken betydning det har. Muligens spiller det en rolle for ortostatisk toleranse, men dataene er ikke konklusive.
Responsen fra renin-aldosteron-angiotensin-systemet endres etter sengeleie. Dette systemet er viktig i blodtrykks- og væskeregulering, og kan være en viktig faktor i de kardiorenale responsene på mikrogravitasjon. Forsøkspersonene viser en forsterket respons under vippeforsøk etter sengeleie.
Før og etter sengeleie gjør vi i tillegg en stresstest der vi ser på tendens til hjertearytmi. Det foreligger anekdoter og rapporter som tyder på at tendensen til arytmi øker under opphold i rommet (5). Faren for livstruende arytmier er av National Space Biomedical Research Institute blitt vurdert som den alvorligste kardiovaskulære risikoen ved en reise til Mars.
I løpet av de 16 dagene med sengeleie kan forsøkspersonene se på TV, lese, prate i telefonen og ha besøk. Men de må holde sengen: Måltider inntas liggende, og de bruker bekken/flaske for andre nødvendige gjøremål. Skarpe medisinere vil stille spørsmål om risiko for dyp venetrombose. Forsøkspersonene kan bevege seg fritt innenfor horisontalplanet – altså ligge på magen, siden eller ryggen. De oppfordres til å bevege beina uten å overdrive. Selv moderat grad av fysisk aktivitet kan endre systemene vi studerer. Det er ikke rapportert om dyp venetrombose etter sengeleiestudier. Den lengste sengeleiestudien, som varte i 370 dager (!), ble utført i Sovjetunionen i 1980-årene. Forsøkspersonene får ikke lov til å ta en hvil i løpet av dagen fordi det vil endre nivået på noen av de hormonene vi studerer (melatonin, aldosteron, renin og kortisol). I den neste runden forsøk, som startet nylig, er søvnmengden begrenset til seks timer hver natt. Det er en krevende studie – tenk å holde seg våken i 18 timer mens man ligger i sengen – i 16 dager på rad! Søvndeprivasjon kan forsterke ortostatisme og arytmitendens, og seks timers søvn er realistisk i forhold til astronautenes hverdag i rommet. Vår første forsøksperson i denne runden er heldigvis en av de beste forsøkspersonene fra forrige runde. Han er samarbeidsvillig og til å stole på. Gode forsøkspersoner er en forutsetning i en slik studie.
Den vanskeligste jobben er å rekruttere forsøkspersoner. Jeg annonserer i aviser i Boston, og det er mange som er interessert. Vi betaler 3 000 dollar (omtrent 25 000 kroner) for de 25 dagene. Forbausende få trekker seg etter at jeg har understreket ”16 days of strict bedrest”, men jeg må ekskludere over halvparten av innringerne på grunn av overvekt. Etter telefonscreening dukker potensielle forsøkspersoner opp på kontoret mitt for blodprøver og klinisk undersøkelse. Innimellom lurer jeg på om jeg lærer mest medisin eller psykologi/sosialantropologi av denne jobben. En 25 dagers studie der man betaler 3 000 dollar appellerer ikke til hvem som helst – på godt og vondt. Min første forsøksperson, som i ettertid viste seg å ha et imponerende rulleblad, stakk av gårde med vår bærbare datamaskin etter fem dager. Jeg syntes han var hyggelig . . . Alt i alt har jeg vært veldig godt fornøyd med de forsøkspersonene som til slutt gjennomførte studien. Flere av dem er klare for å gjennomføre studien igjen, med mindre søvn, og det er hyggelig. Så så ille kan det ikke være.
Forsøkspersonene våre er friske, frivillige menn mellom 18 og 60 år som rekrutteres av meg. De blir innlagt ved en egen forskningsavdeling, Clinical Research Center, ved Brigham and Women’s Hospital i Boston. Avdelingen har egne sykepleiere, dietetikere og eget laboratorium. Studien varer i 25 dager og kalles 25-Day NASA Study. De første fem dagene kan forsøkspersonene gå fritt rundt i avdelingen. De må imidlertid følge en nøye kontrollert diett bestående av 2 000 kcal, 200 mEq natrium (høy saltmengde) og 100 mEq kalium. All urin samles og analyseres. På dag 5 starter den fysiologiske testingen. Vi gjør et vippeforsøk der vi registerer arterielt blodtrykk, EKG (hjertefrekvens), respirasjon, sentralt venetrykk og slagvolum mens forsøkspersonen vippes fra horisontalt leie til 30˚, 60˚ og til slutt stående stilling. Signalene registeres kontinuerlig av en datamaskin. Metoden kalles ”cardiovascular system identification” og karakteriserer de fysiologiske mekanismene som er ansvarlige for koblingen mellom signalene, for eksempel mellom blodtrykk og hjertefrekvens. Det er en matematisk analyse av sekund-til-sekund-endringer i signalene. Selve analysen foretas av et laboratorium på Massachusetts Institute of Technology. Resultatet gir et bilde av autonom funksjon og den nevnte hjertefrekvens-blodtrykks-refleksen. Vi gjør det samme vippeforsøket etter 16 dagers sengeleie. Omtrent 40 % av forsøkspersonene opplever nærbesvimelse under vippetesten etter sengeleie, mot 5 – 10 % før sengeleie. Vi har testet effekten av et medikament, midodrin, under denne vippetesten. Midodrin er en alfa-1-agonist som øker blodtrykket ved å øke total perifer motst
and. Medikamentet brukes av pasienter med ortostatisme. Vår studie viser at forsøkspersoner som får midodrin, tolererer vippetest etter sengeleie bedre enn de som ikke får det. Midodrin skal i neste omgang testes på astronauter.