Motivation: Simulierte und reale Mikrogravitation führen beim Menschen infolge der Änderung des hydrostatischen Drucks zu einer kopfwärts gerichteten axialen Flüssigkeitsverschiebung. Die Flüssigkeitsverschiebung wurde während ultrakurzzeitigen Kipptischversuchen und Parabelflügen untersucht (t ≤ 25 s). Methoden: Es wurden die Änderungen der Gewebeschichtdicken der Haut mit A- und B-Mode-Sonographie (Gesamthautschichtdicke HSD, Schichtdicke Dermis SDD, Schichtdicke Subkutis SDS) und der mikrovaskulären Durchblutung der Haut (relative Hämoglobinmenge rHb, relativer Blutfluss rBF, relative Blutflussgeschwindigkeit rBFG, postkapilläre Sauerstoffsättigung SpO2) an der tempolateralen Stirn rechts und der medialen Seite der Tibia rechts bestimmt. Zwischen 2005 und 2008 nahmen 39 gesunde Probanden an einer 3-teiligen Studie teil. Im ersten Teil, der Kipptischstudie, nahmen 12 Probanden teil (7 Männlich, 5 Weiblich). Gewebeschichtdicken der Haut wurden in 65°-Kopfhochlage, in -6°-Kopftieflage und in 65°-Kopfhochlage. Im zweiten Teil, der ersten Parabelflugstudie, nahmen 13 Probanden teil (10 Männlich, 3 Weiblich). Gewebeschichtdicken wurden in Hyper-, Mikro- und erneuter Hypergravitation bestimmt. In der letzten Phase, der zweiten Parabelflugstudie, nahmen 14 Probanden teil (7 Männlich, 7 Weiblich). Die mikrovaskuläre Durchblutung wurde in Normalgravitation vor der Flugparabel, in hg, in μg und erneuter hg erfasst. Die Messungen der Normalwerte erfolgten in 0°-Horizontallage jeweils vor und nach den Versuchen (P_prae, P_post), mit Ausnahme der Mikrozirkulation, welche im Stehen erfolgte. Die Dauer t der wechselnden Kipptisch- und Gravitationsphasen waren t ≤ 25 s. Ergebnisse: Während der Kopftieflage konnten keine Änderungen der HSD gefunden werden. Die SDD nahm um 5,6 % signifikant zu. Während des Parabelfluges zeigten sich in μg an der Stirn Zunahmen der HSD (5,3 – 16,2 %; p ≤ 0,05), SDD (5,6 %; p ≥ 0,05), rHb (20,1 %, p ≤ 0,05), rBF (4,2 %; p ≥ 0,05) und rBFG (3,3 %; p ≥ 0,05). An der Tibia zeigten sich Abnahmen der HSD (10,0 – 13,5 %; p ≥ 0,05), SDD (18,2 %; p ≥ 0,05), rHb (14,5 %; p ≤ 0,05) und rBF (24,2 %; p ≥ 0,05) sowie Anstieg der rBFG (14,3 %, p ≥ 0,05). Die SpO2 zeigte keine relevanten Änderungen. Schlussfolgerungen: Änderungen der HSD und mikrovaskulären Durchblutung der Haut konnten nur während des Parabelfluges in Tendenzen abgebildet und signifikanten Unterschieden nachgewiesen werden. Die Ergebnisse belegen eine kopfwärts gerichtete Flüssigkeitsumverteilung während ultrakurzzeitiger realer Mikrogravitation. Das Kipptischmodel ist nur bedingt zur Simulation von ultrakurzzeitigen Flüssigkeitsverschiebungen geeignet. Die Gewebe- Photospektrometrie eignet sich zur Quantifizierung schneller Flüssigkeitsverschiebungen. Die A-Mode- und B-Mode-Sonographie sind aus versuchstechnischen Gründen nur bedingt in Mikrogravitation einsetzbar. Alle erfassten Messwerte spiegeln nur Tendenzen wieder, welche aber die Hypothese im Ansatz bestätigen können. Signifikante Unterschiede konnten nur in wenigen Fällen nachgewiesen werden. Bezüglich der Methode ist darauf zu verweisen, dass die vorliegende Studie mit der Untersuchung von 39 Probanden eine der umfangreichsten Studien zur Flüssigkeitsverschiebung in simulierter und realer Mikrogravitation in der Weltraummedizin darstellt.
The present studie shows the effect of rapid fluid shifts along the body axis through an increase in tissue thickness on the forehead and decrease on the shinbone in real and simulated microgravity. This effects are based on the cardiovascular adaptation in microgravity. In addition the investigation of the tissue thickness will be help to understand the mechanism of the heat emission of the head in microgravity.
