Lungornas hälsotillstånd i rymden
och på jorden
Forskarteamet: Lars Karlsson | Lars Gustafsson | Dag Linnarsson: Karolinska
Institutet, Stockholm
Alain Van Muylem: CHU Erasme , Bryssel, Belgien
Astronauten Gene Cernan nedsmutsad av måndamm under
Månfärden Apollo 17, 1972
Vetenskaplig bakgrund
• Data från MIR: Minskade andningsflöden
• Inandning av partiklar/damm kan ge lungskador
• Damm håller sig svävande i luften under tyngdlöshet
Framtidens månstation:
‐16% av normal gravitation
‐50% av det normala lufttrycket
‐Risk att giftigt måndamm tränger
in i månstationen
Kvävemonoxid (NO)
• Kvävemonoxid (NO) finns i bilavgaser, cigarettrök och I utandad luft
↑ NO
• Verkar som signalsubstans i kroppen för att vidga
blodkärl, för att kommunicera mellan nervceller och
för att bekämpa bakterier
• Förhöjd utandad NO är ett tecken på
luftvägsinflammation och detta används bl a för att
diagnostisera asthma Luftvägsinflammation
 En enkel metod att övervaka lungornas hälsa vid rymdfärder
 Blir normalvärdena desamma som på Jorden?
Mätning av utandad NO under rymdfärd
Lungans omsättning av NO Blod
Snabbas upp i tyngdlöshet
Luftvägar
Lungblåsor
Luftrör
NO‐
bildning
Andningsflöden
Snabbas upp i tunn luft
Försök i undertryckskammare
vid normal gravitation:
Diffusionen av NO i lungan blir
snabbare
International Space Station ‐ ISS
400 km above us
6 crewmembers
90 min day
Försök i Rymd‐
stationens
luftsluss:
Samtidig tyngdlöshet
och tunnare luft
Hardware during fit-check in Equipment Lock mock-up (Johnson Space centre, Houston, TX)
Första testerna
1991: Lars Gustafsson upptäcker NO i utandningsluft
1993: Rapport om ökad NO i utandad luft vid astma
1999: Förslag om mätning av utandad NO i tyngdlöshet
1999: Kontakt med svensk tillverkare av NO‐analysatorer
2005‐2008: Första mätningarna på Rymdstationen
2005‐2008: Mätningar av utandad NO i tunn luft på jorden
2009: Förslag att göra mätningar i kombinerad tyngdlöshet
och tunnare luft
2014: Hårdvaran provas på jorden
2015: Första försöken i Rymdstationens luftsluss
Extra material
Previous results: pressure effects
2.0
PENO (mPa)
1.5
1.0
control
0.0
1h (N=10)
1h45min (N=8 out of 10)
2h (N=6 out of 10)
control
0.5
3h (N=10)
5h (N=8 out of 10)
6h (N=6 out of 10)
2.0
PENO (mPa)
1.5
1.0
0.5
0.0
0
60
120
180
240
300
Hemmingsson et al., 2011
(normoxic at all pressures)
360
Time (min)
Karlsson et al., 2009
Karlsson et al., 2009
Previous results: gravity effects
International Space Station
The human centrifuge at Karolinska Institutet
1.4
1.2
FENO (ratio over 1 G)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
G
1G
Gravity level
2G
3G
Karlsson et al., 2009
Scientific background (contd.)
• Worldwide more than 300 million people suffer from Asthma (airway inflammation)
US airlock
First time ever
experiments at reduced
pressure