16 Novembre 2010

ORTHOSTATISME

Cette expérience a pour but d'étudier le système cardio-vasculaire en situation de micropesanteur.

Objectif

Les objectifs de cette expérience sont :

  • l'étude des effets de l'impesanteur sur la fonction cardiaque, les artères et les veines,
  • l'évaluation des conséquences de ces perturbations sur la réadaptation à la gravité terrestre,
  • l'étude des mécanismes biochimiques et hormonaux d'adaptation de l'homme en impesanteur, par des prélèvements d'urine, de salive et de sang, 
  • l'étude des modifications d'épaisseur et de compliance des tissus cutanés.

Concept opérationnel

La situation de micropesanteur offre des conditions exceptionnelles pour l'étude des mécanismes de régulation du système cardio-vasculaire : contrôle du volume et de la répartition de la masse sanguine, régulation neuro-hormonale, adaptation des débits cardiaque et périphérique, réponse du système nerveux central et végétatif. Lors du passage en impesanteur, la disparition de la pression hydrostatique se traduit notamment par un déplacement de la masse sanguine au profit des régions du thorax et de la tête. On observe alors une augmentation du volume des cavités cardiaques et du compartiment veineux thoraco-céphalique. Dans le même temps, la circulation cérébrale demeura parfaitement stabilisée. Après quelques heures, le système cardio-vasculaire retrouve un état stable caractérisé par une hypovolémie ; les cavités cardiaques ont de nouveau un volume normal ; le volume circulant est réduit ; seul le compartiment veineux cervicocéphalique demeure distendu. Cet état au repos demeure pratiquement inchangé pendant plusieurs semaines. Malgré cette adaptation cardio-vasculaire rapide et durable, on observe, au retour des cosmonautes, une incapacité à se réadapter à la présence d'une gravité normale. Lors des changements de position des cosmonautes (assis -> debout), le système de régulation cardio-vasculaire, et plus particulièrement le système de régulation de la pression artérielle, ne permet plus de maintenir une perfusion cérébrale satisfaisante, au point d'induire parfois la survenue d'une syncope. Cette altération de la réponse vasculaire, réflexe appelé « déconditionnement vasculaire », dépend de multiples facteurs tels que le volume du sang circulant, la sensibilité du baroréflexe, le degré de distension du système veineux.


Après quelques jours en impesanteur, le système cardio-vasculaire s'est adapté au nouvel environnement gravitationnel, mais la réactivité cardio-vasculaire indispensable à la vie terrestre est altérée.

OTHOSTATISME se décompose en trois parties : l'expérience ÉCHOGRAPHE consiste en l'étude des variables hémodynamiques (pressions, débits cardiaque et périphérique, résistances vasculaires, volumes cardiaques…). Elle utilise l'appareil « As de Coeur » qui permet de visualiser le coeur, les structures abdominales et les vaisseaux superficiels et profonds, et d'enregistrer la vitesse du sang et la circulation dans ces structures. Elle analyse la fonction cardiaque gauche et droite ; les circulations artérielles et veineuses profondes et périphérique seront explorées par cette méthode. Parallèlement, des dosages biochimiques et hormonaux seront réalisés à partir de prélèvements d'urine et de salive au moyen de tampons de coton dans le cadre de l'expérience DIURÈSE. Ils porteront sur les différentes hormones (système rénine-angiotensine, aldostérone, hormone antidiurétique, facteur natriurétique, etc...) qui interviennent dans le contrôle des variables hémodynamiques et sur la détermination de l'hématocrite.
La troisième expérience, appelée TISSU, apporte des données complémentaires sur l'évaluation du transfert de liquides en mesurant les variations d'épaisseurs des tissus cutanés. Les modifications de structure de ces tissus sont étudiées par mesure compliance.
L'ensemble des données obtenues au cours de l'expérience OTHOSTATISME devrait permettre de mieux appréhender les mécanismes de développement du déconditionnement cardio-vasculaire et d'identifier des paramètres vasculaires et hormonaux permettant de le quantifier afin d'optimiser le programme des contre-mesures.

 

Matériel utilisé

 

  • L'échographe Doppler « as de coeur » comprend un ensemble de cinq sondes, un boîtier électronique qui assure les fonctions d'acquisition, d'enregistrement et de présentation des données sur un moniteur, ainsi qu'un magnétoscope. Sa masse est de 57 kg.

 

  • Les collectes d'urine en impesanteur sont réalisées au moyen de l'équipement DIURESE.

 

  • L'équipement allemand HSD (Haut Schicht Dicke) mesure par ultrasons l'épaisseur des tissus au niveau de capteurs placés sur le front et sur le tibia.


Le commandant de bord de l'équipage a participé aux parties « Echographies » et « Biochimie » de cette expérience.

Voir aussi