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Yukon Arctic Ultra – Mathias Steinach

http://www.medicalsportsnetwork.com/archive/260218/Betrachtungen-aus-physiologischer-Sicht.html

Quelle

Betrachtungen aus physiologischer Sicht

Yukon Arctic Ultra

Der menschliche Körper besitzt eine hohe Adaptationsfähigkeit sich an neue Umgebungen und Funktions­zustände anzupassen. Die Unter­suchung der ablaufenden physio­logischen Prozesse zeigt, wozu unser Körper in der Lage ist. Die Kombination von langandauernder Belastung mit der extrem kalten Umgebung machen den Yukon Arctic Ultra für die Forschung besonders interessant.

Menschen sind gleichwarme ­Säugetiere, was bedeutet, dass eine stabile Temperatur (Körperkerntemperatur) aufrechterhalten wird, unabhängig von Änder­ungen der Umgebungstemperatur. Dies war ein evolutionärer Vorteil gegenüber Tieren, die auf äußere Wärmequellen angewiesen sind wie z.B. Reptilien.

Andererseits erfordert eine konstante Kerntemperatur eine adäquate Wärmeproduktion und kann so einen hohen Energiebedarf nach sich ziehen – der Preis für die gewonnene Autonomie in der kalten Umgebung. Sehr tiefe Temperaturen – wie sie bei dem diesjährigen Yukon Arctic Ultra mit -40°C (und sogar noch darunter) auf­traten – bedeuten eine enorme physiologische Herausforderung, da die Aufrechterhaltung einer stabilen Kerntemperatur bei derart niedrigen Temperaturen zunehmend schwieriger wird.

Probleme mit der Thermoregulation bei Rennen wie dem Yukon Arctic Ultra können entstehen, wenn mehr Wärme verloren geht, als produziert wird, das Risiko dafür ist dabei umso größer, je tiefer die Umgebungstemperaturen liegen. Das Zeitfenster für Toleranzen wird sehr viel kleiner, wenn die Temperaturen -40°C oder sogar -50°C und darunter betragen. Verstärkt wird der Effekt, wenn ein Teilnehmer sich überanstrengt hat und die Lagen seiner Kleidung durchgeschwitzt sind. Falsche Entscheidungen wie z.B. zum falschen Zeitpunkt die Handschuhe auszuziehen, können schnell zu Erfrierungen führen, einer lokalen Hypothermie, bei der das Gewebe einfriert, hauptsächlich an ausgesetzten Körperstellen wie Finger, Zehen und Nase, was zum Verlust dieser Körper­teile führen kann. Die Hypothermie kann jedoch auch den gesamten Körper betreffen, wenn die Körperkerntemperatur sinkt und dies zum Kältezittern führt sowie im weiteren Verlauf zu Verwirrung, irrationalem Verhalten, Rückgang von Atmung und Blutdruck und zuletzt zu Herzversagen führen kann. Selbst wenn eine Person aus der kalten Umgebung gerettet werden konnte, können weiterhin Arrhythmien des Herzens auftreten, ausgelöst durch eine Imbalance der Elektrolyte durch den Rückfluss von Blut und Lymphe aus wiedererwärmten Körper­teilen in das Körperzentrum. Daher muss solch ein Patient mit großer Vorsicht behandelt werden.

Extremfall Yukon Arctic Ultra

Da sich die Teilnehmer des Yukon Arctic Ultra langdauernd körperlich belasten, entsteht in diesem Zeitraum eine erhebliche Menge an Wärme. Dabei wird nur 25% der internen ­chemischen Energie in mechanische Arbeit umgesetzt – also in Fortbewegung wie Laufen, Radfahren etc. – der weit größere Teil wird als Wärme frei. Diese „Ineffizienz“ ist ein offensichtlicher Vorteil bei tiefen Temperaturen, da die freigesetzte Wärme dabei unterstützt, die Körperkerntemperatur bei 37°C zu halten. Gleichfalls steigt so der Energiebedarf mehrfach an – durch die körperliche Belastung und um die Kerntemperatur in der kalten Umgebung stabil zu erhalten. Der daraus resultierende Energiebedarf kann dabei sogar die Energie­zufuhr durch die Nahrung überschreiten, was sich letztlich in einem Verlust an Körper­masse abzeichnet. Die ist auch der Grund, weshalb die Untersuchung von Veränderungen in Körpermasse, Körperzusammensetzung, Ener­gie­umsatz und den assoziierten Hormonen während des Yukon Arctic Ultra von so großem Interesse sind.

Der Yukon Arctic Ultra ist aus den genannten Gründen ein interessantes Forschungsgebiet für die Physiologie in extremen Umwelten. Es zeigen sich jedoch auch Parallelen zur Weltraum­medi­zin wie große Abhängigkeit von technischen Hilfsmitteln und persönlichen Fähigkeiten, die Isolation der Teilnehmer mit eingeschränkter Möglichkeit zur Rettung, eine dadurch erhöhte Gefahr mit persönlichem Risiko im Falle des Scheiterns sowie eine erhöhte psychische Belastung und Veränderungen im Schlaf-Wach-Rhythmus, was den Yukon Arctic Ultra auch als Analog für Weltraumaufenthalte interessant werden lässt.

DER AUTOR:

Besuch aus China – Die Delegation der Beihang University

Das Zentrum für Weltraummedizin und Extreme Umwelten an der Charite in Berlin arbeitet seit mehreren Jahren bereits in verschiedenen Kooperationen inoffiziell mit der Beihang University zusammen. Die Beihang University ist eine der führenden raumfahrtorientierten Universitäten in China neben dem Astronaut Center China (Beijing), Xi’an (NPU) und Shenzhen. Wissenschaftlicher Austausch wurde durch Prof Blottner bereits begonnen. Denn ab 2020 betreibt China eine eigene Raumstation. Deutschland plant kooperiert und unterstützt in diesem Rahmen, um auf diesem Weg  Zugang auch für deutsche Wissenschaftler zu ermöglichen und eine nachhaltige wissenschaftliche Zusammenarbeit zu gestalten. Diese Bemühungen finden vor allem von Seiten des BMWi statt, hier in erster Linie über die Vergabe von Drittmitteln an nationale Institute und Forschunggseinrichtungen. Ein wissenschaftlicher Austausch im Rahmen von Gastdozenturen und gemeinsame Forschungsprojekte soll die Zusammenarbeit festigen. Hierzu fanden heute Gespräche mit verschiedene Vertretern in der Charite statt. Es wird an der Abfassung eines Agreements zur Kooperation der beiden Universitäten gearbeitet.

(Quelle: Prof. Gunga)

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Mars One Beitrag Prof Gunga

Interview Youtube

Hera – Mars Habitat Analogon

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HERA means Human Exploratory Research Analogue. Here our new analogue studies take place at the Johnson Space Center in Texas. Basically our working groups are represented by two projects aiming to investigate changes due to isolation and confinement taking place in a Mars Habitat Analogon.

Project 1 : Investigator Dr. Stahn:  Brain Structur and Function – in particular Hippocampal plasticity

Project 2: Investigators Prof Gunga and Dr. Opatz: Circadian ryhthm and human thermoregulation

These studies give us also the possibility to compare our data from space to ground based data.

Happy New Year from Houston

Below you see a Saturn 5 rocket. An identical model was used for the Apollo missions to reach the moon.

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