Gewone mannen op de maan
RUIMTEGENEESKUNDE De industrie is vastberaden om burgers op ruimtevluchten te zetten. Heel wat potentiële consumenten slaan aan het dromen, maar vanuit medisch standpunt alleen al ziet het er niet naar uit dat zo'n trip voor iedereen is weggelegd. Vandaar dat experts deze lente in New England Journal of Medicine probeerden het reislustige 'mankind' opnieuw met de voeten op de grond te zetten. Een overzicht als afsluiter van onze reeks over de ruimtevaartgeneeskunde.
Zoals voor iedere vorm van burgertransport zal men ook in de ruimte de lengte van het traject kunnen kiezen. Suborbitale en orbitale uitstapjes zijn de bescheiden formules. In het eerste geval gaat men een paar minuten lang van de grond, in het tweede reist men mogelijk voor een paar weken of maanden naar het ISS. Wie het groter ziet, wil voor langere tijd naar de maan of gedurende jaren naar Mars.
De suborbitale vluchten zullen waarschijnlijk weinig belastend uitvallen. Maar zoals de ervaring met het ISS uitgewezen heeft, zijn de orbitale vluchten andere koek. In de loop van deze reeks werd uitgebreid ingegaan op de stralenbelasting, de weerslag op de structuur en functie van de hersenen en de gevolgen voor de evenwichtszin. Andere belangrijke systemen die worden beïnvloed zijn de bloedsomloop en het skelet.
Wegens het ontbreken van de zwaarte kracht concentreert het lichaamsvocht zich tijdens een orbitale vlucht bij de ruimtereiziger in de romp en het hoofd. Opzetting van het gezicht en hoofdpijn zijn het gevolg. Het lichaam compenseert deze verandering in een tijdspanne van een paar dagen door een toegenomen diurese, die het extra cellulair vocht en het plasmavolume doet afnemen. Een nieuw evenwicht stelt zich in. Het hart reageert op het afgenomen circulerende volume met een toename van het slagvolume. Tot nog toe heeft men tijdens ruimtevlucht nooit ernstige ritmestoornissen of andere afwijkingen opgetekend.
Omdat er in omstandigheden van microzwaartekracht geen hydrostatische gradiënt bestaat in het lichaam, zwakken de baroreceptorreflexen al na een paar dagen af. Bij de terugkeer naar de aarde kan dit orthostatische hypotensie veroorzaken, tot de normale fysiologische paraatheid hersteld is.
Geblokkeerde rug en dito blaas
Het snelle optreden van osteoporose onder invloed van de microzwaartekracht is een welbekend gegeven. Niet totaal onverwacht wordt het botverlies vastgesteld in zones die op aarde het meest onder druk staan, zoals de lumbale wervelkolom, het bekken en de dijbeenhals. Terwijl de botdichtheid niet verandert in de voorarm, neemt ze zelfs iets toe in de schedel. Samen met het bot smelten ook de spieren. Dat kan ertoe leiden dat mensen zich niet meer efficiënt kunnen bewegen bij de terugkeer op aarde. Wie op Mars terechtkomt, kan er ook door gehinderd zijn. Met dat verschil dat reizigers daar veel meer op zichzelf zullen aangewezen zijn.
Minder vaak wordt vermeld dat ruimtereizigers na dagen of weken een lichte toename in lengte van de wervelkolom kunnen vertonen. Het resultaat is een verhoogd risico op rugpijn en hernia van de tussenwervelschijven. "Personen met vooraf bestaande aandoeningen van rug en nek zouden (in de ruimte, red.) een opflakkering van hun klachten en symptomen kunnen hebben", waarschuwt New England Journal of Medicine.
De ademhalingsfunctie blijft globaal gespaard. Omdat de abdominale organen onder invloed van de microzwaartekracht min of meer gaan zweven, vindt een opwaartse verschuiving van het middenrif plaats. Daardoor nemen de ademvolumes een beetje af, maar dat wordt gecompenseerd door een beter evenwicht tussen ventilatie en perfusie bij gewichtloosheid. De gasuitwisseling is zodoende bijna even goed als op aarde.
Een paar minder ernstige disfuncties kunnen de pret tijdens een recreatieve ruimtereis bederven. Zo is de microzwaartekracht in een aantal gevallen ook verantwoordelijk gebleken voor enkele gevalsbeschrijvingen van urine retentie. Een spontaan voorbijgaand ongemak, dat slechts zelden tot een korte periode van zelfkatheterisatie noopt. Maar als het zover komt in een brede populatie van reizigers, moet men al helemaal bedacht zijn op een verhoogd risico van micro traumata en infectie. In die optiek mag ook worden gezegd dat ruimtereizen een remmend effect hebben op het immuunsysteem.
Angst, misselijkheid, paniek
Bij het interpreteren van deze indrukwekkende opsomming van gezondheidseffecten moet men rekening houden met de onderzochte of beoogde populatie. De gegevens waarover men momenteel beschikt zijn opgenomen in een populatie van getrainde astronauten, waarvan een aantal een militaire opleiding hebben. De vraag is hoe men het risico in een bredere populatie moet beheren.
In de VS is de Federal Aviation Administration (FAA) bevoegd voor de regulering. Dit overheidsorgaan maakt er zich tot nader order vanaf met een jantje-van-leiden. Het kent de kandidaat-burgerastronaut de vrijheid toe zelf te beslissen of een recreatieve vlucht voor hem veilig is. De verantwoordelijkheid van een goede informatie wordt bij de ruimtevaartindustrie gelegd.
De FAA heeft drie studies laten uitvoeren om na te gaan hoe goed nietprofessionele deelnemers zich handhaven tijdens een centrifugatietest die de versnellingen tijdens een suborbitale ruimtevlucht simuleren. De deelnemers waren personen tussen 19 en 89 jaar, met een breed spectrum van stabiele chronische aandoeningen, zoals hypertensie, longlijden, coronarialijden en diabetes.
De personen met chronische aandoeningen konden de test vanuit fysiologisch standpunt aan. Maar 6% van alle deelnemers liet de centrifugatietest stopzetten, meestal wegens bewegingsziekte of angst. Bij 14% van de deelnemers traden onveilige of potentieel problematische gedragingen op.
"Het valt niet mee om wettelijk aan te tonen of deelnemers [aan een ruimtevlucht] grondig begrijpen welk risico ze lopen [...]. Zelfs met een informed consent zal men waarschijnlijk niet kunnen vermijden dat deelnemers tegen de ruimtevaartindustrie een zaak aanspannen als er ongelukken of letsels optreden", zeggen de auteurs in New England Journal of Medicine. Volgens hen wordt het niet zomaar aan boord gaan en genieten. Personen die een ruimtevlucht willen maken, zullen zich moeten onderwerpen aan centrifugatietests, parabole vluchten en oefeningen in een hoogtekamer.
N Engl J Med. 2019 380(11):1053-60.
21 juli 1969
Op 21 juli 1969, om 2.56 UTC om precies te zijn, zette Neil Armstrong als eerste mens voet op de maan. Hij sprak de historische woorden uit: "That's one small step for (a) man, one giant leap for mankind". In een serie van vijf afleveringen brengt Artsenkrant een overzicht van hoe het anno 2019 gesteld is met de ruimtevaartgeneeskunde.
Oogverblindende ruimte
Een andere reden tot bezorgdheid is de aantasting van het zicht en de oogstructuren tijdens een ruimtereis. Bij astronauten vindt men een reeks afwijkingen zoals papiloedeem en refractiestoornissen (meestal met bijziendheid veeleer dan verziendheid), die vaak enkelzijdig zijn (het rechteroog is vaker aangetast dan het linkeroog). Voorts zijn er infarcten in de zenuwvezellaag van de retina, met optreden van witte vlekken op de retina. Op de MRI is afplatting van de oogbol zichtbaar. Het syndroom heet spaceflight-associated neuro-ocular syndrome (SANS).
Dit syndroom schreef men oorspronkelijk toe aan de intracraniële hypertensie die wordt veroorzaakt door de verplaatsing van de lichaamsvochten onder invloed van de microzwaartekracht. Maar recent onderzoek wijst erop dat er misschien meer aan de hand is, onder andere een verstoord metabolisme. Tot op heden weet men niet of SANS een ernstig risico kan betekenen tijdens lange ruimtevluchten. Onbekend blijft ook of er genetische, morfologische of fysiologische factoren bestaan die het risico op de oogschade beïnvloeden.
Ruimteburgers zorgvuldig gekeurd
Tot nu toe hebben zeven burgers een succesvolle reis ondernomen naar het ISS, sommigen met vooraf bestaande aandoeningen. Dat aantal is te klein om te kunnen zorgen voor bruikbare richtlijnen rond de medische omkadering van niet-professionele ruimtereizigers. Duidelijk is wel dat ze zorgvuldig werden doorgelicht vóór ze aan boord mochten. De onderzoeken durfden wel eens invasief te zijn en gaven soms aanleiding tot interventies. Een extra bezwaar voor wie alleen maar een plezierreisje wil maken.
Eén ruimteburger die in de literatuur wordt beschreven, had een matig ernstig emfyseem, een voorgeschiedenis van pneumothorax behandeld met talkpleurodese en een massa in het longparenchym. Voor hij naar het ISS mocht, moest de kandidaat een nieuwe, endoscopische pleurodese krijgen. De massa in het longparenchym werd met biopsie onderzocht (1). De abstract vermeldt de naam van de betrokkene niet, maar uit de leeftijd, de duur van de vlucht (10 dagen) en de publicatie datum van de gegevens kan men afleiden dat het waarschijnlijk gaat om Greg Olsen, een Amerikaans ingenieur en ondernemer, die in 2005 de derde ruimteburger werd. Een andere kandidaat had een carrière als professioneel ruimtevaarder in de mist zien gaan wegens een aangeboren niermalformatie. Toen men hem met het oog op dit gebrek nog eens zorgvuldig onder de scanner legde, bleek hij ook een reusachtig (giant) hemangioom van de lever te hebben. Het verwijderen van het hemangioom was conditio sine qua non voor de ruimtevlucht (2). Het gaat hier om Richard Garriott, die zich na zijn stukgelopen droom als voltijds astronaut getroost had met een loopbaan als ontwerper van computerspelletjes en daar een flinke stuiver aan overhield.
(1) Aviat Space Environ Med. 2006 May;77(5):475-84.
(2) Aviat Space Environ Med. 2010 Feb;81(2):136-40.