Gli effetti della gravità sulla pressione arteriosa

In condizioni normali, il sangue fluisce verso l’alto attraverso le gambe e verso la testa contro la pressione idrostatica gravitazionale, anche se il corpo è in postura verticale (durante l’ortostasi). Tale fenomeno è ampiamente dovuto a un aumento nella resistenza periferica totale, causata dalla vasocostrizione. La contrazione dei muscoli delle gambe possono contribuire ulteriormente alla costrizione venosa e le valvole unidirezionali garantiscono che il sangue non rifluisca indietro attraverso le vene.

In alcuni casi, il sistema di controllo presenta problemi di funzionamento. L’ipotensione ortostatica o l’intolleranza ortostatica (pressione arteriosa bassa in postura verticale) è un problema persistente durante il rientro dopo l’ambiente a microgravità dello spazio. La carenza del flusso ematico al cervello può compromettere la funzione e non ne sono noti i meccanismi. Gli scienziati stanno investigando sulle reazioni del corpo, per migliorare le contromisure, grazie a un finanziamento accordato al progetto ARTHEROSPACE (Arthero-space project: A model based exploration of the regulatory mechanism of the microcirculation for the prevention of orthostatic intolerance).

Una serie di esperimenti in vivo hanno indotto lo stress ortostatico tramite una tavola di inclinazione e con una pressione negativa della parte inferiore del corpo; sono state studiate quindi le interazioni con l’effetto pompa muscolare ed è stato aumentato il ritorno ematico, tramite costrizione muscolare forzando la costrizione venosa. La risposta emodinamica alla contrazione del muscolo del polpaccio è risultata simile con o senza stress ortostatico.

Una seconda serie di esperimenti in vivo si sono fondati sulla balistografia, la misurazione non invasiva del contraccolpo meccanico (un segnale di accelerazione) del corpo in reazione all’attività cardiaca. Si è proceduto alla valutazione dei soggetti durante posture accosciate statiche, posture accosciate dinamiche e respirazione sincronizzata. Si prevede che, al momento della combinazione con i modelli computazionali, i dati favoriranno l’impiego della balistografia in ambiente clinico.

Per studiare il ruolo della gravità sulla regolazione della pressione venosa, i componenti del team hanno sviluppato un modello biomeccanico a 1 dimensione, che consente di indagare sull’emodinamica in tre diverse configurazioni: un singolo gruppo arteria-vena senza valvole, uno analogo con valvole; una configurazione contenente vene superficiali. Il modello ha dimostrato l’importanza delle valvole venose prossimali e del sistema venoso superficiale, ai fini dell’efficacia della pompa muscolare.

Il gruppo di ricerca ARTHEROSPACE sta compiendo rilevanti progressi verso una maggiore chiarezza sui meccanismi connessi all’ipotensione ortostatica, con importanti implicazioni per un ritorno sicuro degli astronauti sulla Terra.