Weltraumphysiologie
Leitung: Prof. Dr. med. Jörn Rittweger

Kreislauf- und Volumenregulation



Die Wechselwirkungen zwischen Volumenregulation der Körperflüssigkeitsräume und der Kreislaufregulation sind mannigfaltig und komplex. Es gibt eine Gruppe physiologischer Mechanismen, die hauptsächlich für die Volumenregulation der intravaskulären, extrazellulären und intrazellulären Flüssigkeitskompartimente zuständig sind, und eine andere, die die kurzfristige, mittelfristige und langfristige Regulierung und Aufrechterhaltung einer adäquaten Gewebe- und Organperfusion sichern. Diese Mechanismen wirken auf molekularer, zellulärer, Organ- und Systemebene. Jede dieser Mechanismengruppen reguliert eine Führungsvariable, die wesentlich für den Kreislauf ist: das extrazelluläre Volumen durch die Regulation des effektiven intravaskulären Volumens und den arteriellen Blutdruck. Die neurohumoralen Mechanismen weisen - sowohl zentral als auch in der Peripherie - komplexe Wechselwirkungen auf, die nicht einfach als der Summationseffekt einzelner Rückkopplungsschleifen erklärbar sind, sondern eine umfassendere Konzeptualisierung der Vorgänge erfordern.

Die Störung einer wesentlichen Variablen löst - in Abhängigkeit von den Störungseigenschaften - Vorgänge unterschiedlicher Komplexität aus. Schwerelosigkeit wirkt als eine solche Störung und beeinflusst das komplexe System. Das Fehlen des hydrostatischen Drucks verändert die Flüssigkeitsverteilung im Körper und verursacht Veränderungen der integrativen Druck- und Volumenregulation. Aber die Schwerelosigkeit wirkt sich auch auf andere Körpersysteme aus, die die integrative Druck- und Volumenregulation mittelbar beeinflussen, wie zum Beispiel das räumliche Referenzsystem für die Körperlage und das Muskelskelettsystem. Veränderungen des afferenten Informationsflusses, wie sie in der Schwerelosigkeit auftreten, können das zentrale neuronale Substrat der vegetativen Funktion beeinflussen, und dadurch eine Veränderung der neurovegetativen Aktivität hervorrufen. So kann eine Veränderung der vestibularabhängigen Zunahme der sympathischen Aktivierung der Beinmuskulaturgefäße bei Wiederaufnahme der aufrechten Körperhaltung nach einem Weltraumflug ein weiterer Faktor sein, der zur orthostatischen Intoleranz beiträgt. Veränderungen im Muskelskelettsystem wirken sich auf den Stoffwechsel von Kalzium und anderer Ionen inklusive Natrium, aus, was wiederum die renale Regulation von Körperflüssigkeiten beeinflusst. Dies erfolgt unabhängig von etwaigen anderen Veränderungen, die den Körperflüssigkeitsverschiebungen zuzuschreiben sind, die aber mit diesen konkurrieren und somit zu Ungleichgewichten im Wasser- und Elektrolytstoffwechsel führen können.

Schwerelosigkeit stellt eine Störung von einzigartigem Wert dar, um humanphysiologische Vorgänge zu erforschen. Sie trägt dazu bei, Fehler im herkömmlichen physiologischen Wissen aufzudecken und neue Gesichtspunkte einzubringen. Die Weltraumphysiologie hat physiologische Phänomene beschrieben, für die keine schlüssige Erklärung durch herkömmliches physiologisches Wissen möglich ist, und in bestimmten Fällen gerade zur Revision etablierten Textbuchwissens geführt hat.


Kontakt
Luis Beck
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin
, Weltraumphysiologie
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