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EKE - Neue Niederleistungsdiagnostik zur Erfassung der Fitness (abgeschlossen)

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  • Niederleistungsdiagnostik

    Niederleistungsdiagnostik

    Der Zeitverlauf der muskulären Sauerstoffaufnahme nach Leistungsänderungen bei leichten Belastungsintensitäten könnte zukünftig Ausbelastungstests von Astronauten ersetzen.

  • Training auf der ISS

    Training auf der ISS

    Astronauten müssen auf der Raumstation viel trainieren, um körperlich fit zu bleiben.

Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Astronauten müssen gerade während einer laufenden Mission ein umfangreiches Trainingsprogramm absolvieren, um dem Verlust an physischer Fitness zu begegnen. Primär geht es dabei um die Ausdauerleistungsfähigkeit, die mit Hilfe von Ausbelastungstests bestimmt und durch die maximale Sauerstoffaufnahme beurteilt wird. Der Proband muss hierbei bis an die Grenze seiner körperlichen Leistungsfähigkeit gehen.

Will man diese Erschöpfungszustände vermeiden, kann nach Auffassung von Wissenschaftlern der Deutschen Sporthochschule (DSHS) in Köln auch der Zeitverlauf der muskulären Sauerstoffaufnahme nach Leistungsänderungen bei leichten bis mittleren Belastungen erfasst werden. Diese Methode ist bislang aber noch nicht allgemein etabliert. Genau hier setzt das Exercise-Kinetics-Experiment (EKE) an.

Experimentbeschreibung:

Beim EKE-Experiment müssen die Astronauten vor, während und nach dem Aufenthalt in Schwerelosigkeit bestimmte Belastungstests absolvieren. Dabei werden neben dem Gasaustausch beim Atmen auch Herzfrequenz und Herzzeitvolumen bestimmt. Während des ISS-Aufenthaltes werden Daten von Leistungstests zur Bestimmung der maximalen Sauerstoffaufnahme erhoben und mit den Vergleichsmessungen auf der Erde in das Modell eingerechnet. EKE ist mit dem NASA-Experiment V'O2max und dem Experiment Thermo der Charité Berlin koordiniert. Die beteiligten Wissenschaftler erhoffen sich, zu einem umfassenden Bild der Kreislauf- und Wärmeregulation sowie der Leistungserfassung zu gelangen.

Status:

Die Messungen auf der ISS begannen im Herbst 2009 und endeten mit der letzten Nachflug-Datenerhebung im Dezember 2012. Insgesamt haben in diesem Zeitraum zwölf Astronauten an dem EKE-Projekt teilgenommen. Momentan werden die erhobenen Daten weiter ausgewertet und mit Parametern aus den verbundenen Projekten V'O2max und Thermo, an denen dieselben Astronauten teilgenommen haben, analysiert.

Ergebnisse:

Die vorläufigen Ergebnisse lassen darauf schließen, dass sich die Herzfrequenz-Kinetik nach langfristigem Weltraumaufenthalt scheinbar nicht oder nur sehr gering verändert. Anders sieht es bei der Sauerstoffaufnahme aus. Hier deutet sich eine Verschlechterung der Kinetik unmittelbar nach Rückkehr aus langfristiger Schwerelosigkeit an. Die Kinetik der Herzfrequenz und der Sauerstoffaufnahme beschreibt die Schnelligkeit der Anpassung dieser Größen nach Belastungswechseln. Die Steuerung dieser Parameter ist hier also von Bedeutung. Bei der Sauerstoffaufnahme-Kinetik nimmt der allgemeine individuelle Ausdauerleistungszustand unmittelbaren Einfluss auf die Geschwindigkeit der Sauerstoffaufnahme: Je besser die Ausdauer, desto schneller kann auch Sauerstoff aufgenommen werden. Bei der Herzfrequenz-Kinetik ist keine eindeutige Aussage möglich. Hier scheint es eher so zu sein, dass die Herzfrequenz-Kinetik mit dem Alter geringer wird.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

EKE soll zur Entwicklung einer Methode führen, mit der man die körperliche Leistungsfähigkeit anhand der Veränderungen der Sauerstoffaufnahme und der Herz-Kreislauf- Parameter in Abhängigkeit auf dynamische Belastungswechsel abschätzen kann. Diese wechselnden leicht intensiven Belastungen sind im Alltag häufiger vorhanden als beispielsweise sehr intensive oder gar maximale Belastungen. Die Informationen auf diese Belastungswechsel können mit entsprechenden Instrumenten während des Trainings nicht-invasiv erhoben werden, was eine großflächige und einfache Anwendung ermöglicht. Häufige Leistungstests bis zur Erschöpfung können somit zusätzlich vermieden werden, um die Leistungsfähigkeit der Astronauten für den Alltag sicherzustellen. Während eine Ausbelastung beim Sportler noch akzeptabel sein mag, könnte diese neue "Niederleistungsdiagnostik" in Zukunft auch bei Kindern, in der Rehabilitation und Patienten mit Herzinsuffizienz eingesetzt werden.

ISS-Zeitraum Oktober 2009 bis Oktober 2012
Unterbringung gesamte ISS
Experimentator Dr. Uwe Hoffmann
Einrichtung Deutsche Sporthochschule (DHSH) Köln
Bereich Humanpysiologie
Partner ESA

 

Zuletzt geändert am:
03.07.2014 12:07:06 Uhr