Világűr és sebkezelés

2021. július 20-án, az Űrkutatás napján (Space Exploration Day, 1969-ben ezen a napon lépett a Holdra Neil Armstrong) Jeff Bezos, a világ leggazdagabb embere útitársaival egy rövid időre elhagyta a bolygót egy New Shepard rakéta fedélzetén, amelyet a Blue Origin, az általa 2000-ben alapított űrvállalat tervezett és épített. Kilenc nappal korábban Sir Richard Branson Virgin Galactic nevű űrjárműve hat fős személyzetével a Kármán-vonal határáig jutott, majd néhány perces súlytalanság után siklásban visszatért az űrkikötőbe. Ezzel egy új iparág született, a magán űrturizmus. Ilyen előzmények mellett különösen aktuálisnak tűnik, hogy a Sebkezelés Blog történetében először, de feltehetően nem utoljára foglalkozzunk a világűrnek és a medicinának, s azon belül is a sebkezelés-sebgyógyulásnak a kapcsolódási pontjaival. A téma rendkívül szerteágazó, hiszen egyebek mellett ide értendők a mikrogravitáció, a sugárzás, az izoláció, a cirkadián ritmuszavar, az ellenséges környezet kardiovaszkuláris, neurológiai, immunológiai és különféle biológiai humán rendszerekre gyakorolt hatásai, a fiziológiában bekövetkezett változások és a távdiagnózisok is (Krishna Kandarpa és munkatársai, 2019).

A sebkezelésen belül is számtalan kérdéskört érint a sérülésektől (trauma, égés, véletlen és műtéti sebek) a csont-, az izom- és a retina- mellett a bőr pótlásán vagy helyreállításán át egészen a gyógyulást és ápolást szolgáló eszközök alkalmazhatóságáig. Ahogy J. K. Sears és Z. E. Argenyi is meg- jegyezték 1991-es cikkükben, a sebgyógyulási folyamat számos alapvető területét meg kell vizsgálni az űrrepüléseken végzett ellenőrzött tudományos vizsgálatok révén. Azóta oly sok előrelépés történt, hogy puszta felsorolásuk is meghaladná egy blogbejegyzés kereteit.

Kezdjük például az önálló tudományos folyóirattal (Microgravity Science and Technology) is rendelkező mikrogravitációval. A Wikipédia szerint – leegyszerűsítve – az az állapot, amelyben egy testre kizárólag gravitációs erő hat. A „mikro” előtag azt jelzi, hogy a test súlya elenyészően kicsi (a földinek egymilliomod része vagy még kisebb). Általában közelítően ekvivalensnek tekintjük a súlytalansággal. Megjegyzendő, hogy nem feltétlenül jelenti a gravitáció teljes hiányát.

Az űrbeli környezet hatással van a test minden szervrendszerére. Mae Jemison és Ronke Olabisi (Houston, USA) tanulmányukban az alábbiakban sorolják fel a mikrogravitáció egészségügyi hatásait:
1. használhatatlanná teszi az izmokat, beleértve a szívet is;
2. a súlyt viselő csontok felszívódása, amely fokozott törésveszélyhez és vesekövekhez vezethet a túlzott kalciumürülés miatt;
3. a folyadék fejirányú elmozdulása vagy újraeloszlása, amely vizuális változásokhoz vezethet, és a baroreceptorokat is felesleges folyadék kiürítésére készteti, ami viszont a vér térfogatának csökkenéséhez, további kardiovaszkuláris elváltozásokhoz és a Földre való visszatéréskor ortosztatikus intoleranciához vezet.

Valamint a következők változásai:
4. cirkadián,
5. szenzomotoros,
6. reproduktív,
7. immunológiai,
8. reproduktív,
9. sebgyógyító
rendszerek.

Több űrhajós is beszámolt már bőrrel kapcsolatos rendellenességekről, mint például az ujjhegyek repedése, a bőr „forrása”, a bőrirritáció, a bőrkiütés, a bőr szárazsága és a kontakt dermatitisz. A Nemzetközi Űrállomás (ISS) egyik asztronautájánál az epidermisz „durvulását”, a bőr elvékonyodását, öregedését és rugalmasságának csökkenését tapasztalták. Kimutatták, hogy a mikrogravitáció káros a sebjavításra. Az űrben megsérült űrhajósok nehezebben gyógyulnak meg. A mikrogravitációban és a földön tenyésztett sejtek különböznek a génexpresszióban, s az ezen körülmények között tenyésztett sejtekben az erek fejlődése károsodni fog.

A hosszú távú küldetésekben részt vevő űrhajósok száma a jövőben várhatóan növekszik, növelve a traumás események vagy a váratlan sürgősségi műtétek miatt bekövetkező sérülések esélyét is. Ezenkívül a majdani űrkutatási küldetésekben az orvosi evakuálási idők nagyon meghosszabbodhatnak. Ezért a súlytalanságban a szövetek helyreállítása fontos tanulmányi témává vált – írták Francesca Cialdai és Monica Monici a Current Biotechnology c. folyóiratban.

Egy egerekkel végzett vizsgálat dermális atrófiát és hosszan tartó mikrogravitációnak kitett szőrtüsző ciklus deregulációját mutatta. Más munkákban beszámoltak a seb-atrófiáról, amely egyrészt a növekedési faktorok alacsonyabb szintű termeléséből, az alacsonyabb szintű sejtaktivitásokból és a kollagénképződés károsodásáról, másrészt a jelentős mechanikai tehermentesítés következtében csökkent bőrfeszültségről és az azt követő károsodott sebgyógyulásról. J. M. Davidson (Nashville, USA) és munkatársai Fisher 344 patkányoknak az Endeavour űrrepülőgépen történt vizsgálatát követően arra a következtetésre jutottak, hogy az orbitális expozíció visszafogja a sebek gyógyulási képességét és reagálnak az exogén ingerekre.

A már említett ISS egyfajta laboratóriumként is szolgál, például helyt adott a CCM-Wound Repair-nek. A Cell Culture Module (CCM) egy teljesen automatikus sejttenyésztési rendszer, amelyet arra terveztek, hogy tanulmányozza a mikrogravitáció hatásait celluláris és embrionális szinten. 1996 óta működik. A CCM-Wound Repair a mikrogravitáció hatását vizsgálta a sebgyógyulásra, s ehhez a CCM-et használta fel. A Nemzetközi Űrállomás 15. expedícióján végezte munkáját, 2007 áprilisa és októbere között. A Stuart K. Williams és James B. Hoying által vezetett kutatócsoport alapvetően két kérdésre kereste a választ:
- Hogyan befolyásolja a mikrogravitáció az angiogenezist (az új erek kialakulását)?
- Hogyan lehet ezeket a hatásokat enyhíteni?

Hipotézisük:
- A mikrogravitációban tenyésztett sejtek és a földön tenyésztett sejtek különböznek a génexpresszióban.
- A mikrogravitációban tenyésztett sejtekben károsodhat az erek fejlődése.
- A növekedési hormonnal injektált sejtek gyorsabban növekednek.

Megvizsgálták a zsírból származó primer endotheliális őssejtek szerepét a szövetek helyreállításában a revaszkularizáció, az új szöveti fejlődés és a fő javító sejtek mobilizációjának hibridje révén. A modell endotheliális őssejteket használt a kísérletben a mikrogravitációs erek képződésének vizsgálatára, amely fontos tényező a szöveti sebek helyreállításában. Eredményeik pozitív orbitális sejtkultúrára utalnak.

Ramin Mostofizadeh Farahani és Luisa A DiPietro (Tabriz, Irán) 2008-ban arról írtak, hogy a mikrogravitáció valószínűleg károsítja az aktivált vérlemezkékből felszabaduló növekedési faktorok termelését és a gyulladásos sejtek behatolását / működését. A károsodott struktúrák elterjedése a különféle növekedési faktorok, például a transzformáló növekedési faktorok együttes működésétől függ, amelyek mindegyikét befolyásolja a mikrogravitációs állapot. Ezenkívül beszámoltak a neurális bemenetek és a sejtpopulációk gravitáció által kiváltott változásairól. Megállapították, hogy a gyógyulási reakcióban részt vevő különféle sejtes és extracelluláris elemek a mikrogravitáció hatására módosulnak, ami a gyógyulási dinamika károsodásához vezethet.

Digendranath Swain és Anurag Gupta (Kanpur, India) 2019-es tanulmányukban egy biomechanikai-kémiai növekedési modellt javasolnak a reziduális stresszek és a ráncok megjelenésének tanulmányozására a bőrseb gyógyulása során mikrogravitációs környezetben. Egy egyszerű határérték-problémát fogalmaznak meg és oldanak meg, hogy kvantitatív eredményeket kapjanak a rövid és hosszú távú mikrogravitációs expozíció következményei a stressz kialakulásához és a ráncok kialakulásához, miközben hangsúlyozzák a rugalmasság, a tápanyag koncentráció és a mikrogravitáció kölcsönhatását.

És a sort lehetne folytatni tovább... Mint ahogy a témában folyó kutatások is folytatódnak. Valószínűleg lesz még alkalmunk visszatérni a témára, s megmutatni a világűr és a sebkezelés-sebgyógyulás más kapcsolódási pontjait is.

Az illusztrációk forrása a Pixabay.com.

Figyelem! Az eredeti poszt megjelenése után a blogbejegyzéseink csak igen ritkán frissülnek. Mivel az orvostudomány és az egészségipar folyamatosan fejlődik, egyes megállapítások már idejüket múlhatták, ezért feltétlenül figyelje a közzététel időpontját, és – ami még fontosabb – keresse a minél frissebb információkat!