IL PERCORSO DI UN ASTRONAUTA. DALLA SELEZIONE ALLA RIABILITAZIONE POST-VOLO Dr. Giuseppe Caruso

1. IL PERCORSO DI UN ASTRONAUTA. DALLA SELEZIONE ALLA RIABILITAZIONE POST-VOLO Dr. Giuseppe Caruso

2. INTRODUZIONE Questo lavoro ha lo scopo di evidenziare le problematiche che si possono facilmente venire a creare prima, durante e dopo un volo spaziale e come esse vengono contrastate con le attuali tecniche riabilitative. Il concetto di “riabilitazione” non significa soltanto occuparsi di tutto ciò che accade dopo che un dato evento si è instaurato bensì è da intendersi anche come prevenzione “primaria”, in quanto cercare di eseguire un corretto screening sui soggetti che dovranno affrontare una missione spaziale unitamente ad una efficace preparazione, anche durante la missione stessa, sono i primi passi verso l’eliminazione di eventuali possibili problemi in volo e, di conseguenza, dopo il rientro.

3. CORSA ALLO SPAZIO Fino a 18 mesi 1 anno - 6 mesi - Più di 2 anni Periododi permanenza 2 mesi - 30 gg - 20 gg - 10 gg - Primo EVA Sbarco sulla Luna 108 min. 1957 Laika 1961 Gagarin 1963 Gemini 4 1972 Apollo 17 1981 Primo lancio Space Shuttle Anni ’80 - ’90 Sviluppo ed utilizzo MIR Dal 2002 Sviluppo ed utilizzo ISS 1969 Apollo 11 Dal 2012 Marte? Anno

4. PROGETTO RIABILITATIVO Aumento giorni di permanenza nello spazio Aumento stress psicofisico dell’organismo umano Organizzazione di un programma riabilitativo completo Selezione degli astronauti Riabilitazione in volo Riabilitazione post-volo

5. SELEZIONE DEGLI ASTRONAUTI Requisiti partecipazione a missione spaziale Preparazione culturale adeguata Superare tests psico-attitudinali Valutazione stato fisico Valutazione stato psicologico • tolleranza vestibolare su sedia rotatoria; • tolleranza all'ipossia in camera ipobarica; • tolleranza aIIe accelerazioni in centrifuga; • tolleranza cardiovascolare all'ortostatismo con esame su tavolo inclinabile e con seduta di Lower Body Negative Pressure (LBNP) Valutazione cambiamenti psico-fisici determinati da prove da sforzo test di personalità, scala di ansietà, test di performance psicomotorie, prove di gruppo, anamnesi personale e familiare.

6. SELEZIONE DEGLI ASTRONAUTI • Le prove di tipo psico-attitudinale variano al variare delle diverse classi di appartenenza alla missione : • piloti (classe I) • ingegneri di bordo (classe II) • sperimentatori (classe lll) • passeggeri, giornalisti (classe IV).

7. PREVENZIONE PROBLEMATICHE POST-FLIGHT (A) Astronauta Condizioni di vita non fisiologiche nello spazio Linee guida come contromisure al decondizionamento Esercizio fisico come contromisura più importante • Ente spaziale russo: • Due sedute giornaliere di 50 min. cad.; • Esercizio rapportato al consumo individuale di ossigeno (max. 2 ore/die).

8. Cambiamenti fisiologici in volo Tessuto miocardico + enzimi aerobici mitocondriali Massima importanza per le conseguenze (osteoporosi precoce) Riduzione 25% volume sistolico PA Perdita minerali tessuto osseo Sogliaaerobica Microgravità Perdita funzione di sostegno Affaticamento in lavori di routine Forza muscolare del 23 - 50% Importante agire attraverso esercizi che stimolino il metabolismo aerobico.

9. PREVENZIONE PROBLEMATICHE POST-FLIGHT (B) Cicloergometro Monitorare forma fisica Individuare alterazioni emodinamiche e metaboliche Risultati nelle fasi del volo facilmente confrontabili Ottimo test per VO2 max. Utilizzabile anche per arti superiori Tapis roulant Fornisce valori di VO2 max. più alti del cicloergometro Lavoro meccanico ed efficienza difficili da misurare (per microgravità) Esercizi svolti con corde (simil-gravità) e in pendenza (aumento lavoro muscolare).

10. PREVENZIONE PROBLEMATICHE POST-FLIGHT (C) Stimolazione elettrica Contrasta atrofia muscolare (I : 4-12 mA) Applicabile in concomitanza con mansioni svolte Complementare all’esercizio fisico nei giorni di riposo Hand postere analyzer (HPA) Utile per allenare muscoli mano e avambraccio Attualmente uno dei pochi strumenti per arti superiori Chibis Lower Body Negative Pressure (LBNP) Richiamo fluidi agli arti inferiori e contrasto centralizzazione ematica Attivazione recettori verticale soggettiva.

11. PREVENZIONE PROBLEMATICHE POST-FLIGHT (D) Prevenzione decondizionamento Monitoraggio di parametri biologici, fisiologici e igienici Sedute di esercizi fisici e macchinari 12-20 ore prima dell’atterraggio, contrasta intolleranza ortostatica post-volo Supplemento di NaCl nell’acqua Coordinazione da parte di fisiocosmonauti Parmigiano come alimento ideale per conservazione e apporto nutrizionale Particolari regimi dietetici (meno carboidrati, più proteine).

12. RIABILITAZIONE DOPO MISSIONI SPAZIALI A LUNGO PERIODO (A) GRAN PARTE DELLE CONTROMISURE VENGONO PRESE NEL CORSO DELLA MISSIONE Alterazioni più frequenti: • Astenia, più evidente nei primi giorni di riadattamento; • Variazioni cardiovascolari nei confronti dell’ortostaticità e di carichi di lavoro; • Disturbi vestibolo-vegetativi in alcuni cosmonauti, più evidenti nel primo periodo di riadattamento; • Cambiamenti di stato funzionale dell’apparato locomotore e delle funzioni stato-cinetiche e di coordinazione; • Sindrome degli “effetti tardivi” di ridistribuzione volemica a lungo termine nel corpo in assenza di peso; • Cambiamenti ormonali e variazioni elettroliti dei fluidi; • Alterazioni del sangue e del metabolismo eritrocitario; • Immunità alterata.

13. RIABILITAZIONE DOPO MISSIONI SPAZIALI A LUNGO PERIODO (B) Da pochi minuti a qualche ora dopo atterraggio: limitare permanenza in ambiente gravitazionale e utilizzo di tute preventive Prime due settimane: ripristino graduale stato funzionale dei maggiori sistemi corporei, adattamento all’aumento graduale di carichi fisici, ripristino funzioni locomotorie usuali, tolleranza ortostatica, cessazione di alterazioni sensoriali e di manifestazioni di affaticamento Linee guida Allenamento fisico a regimi limitati, massaggi muscolari, idroterapia termale (crenoterapia) Valutazione stato psico-emotivo dei cosmonauti, controllo F.C. e P.A.

14. RIABILITAZIONE DOPO MISSIONI SPAZIALI A LUNGO PERIODO (C) Esercizi con carichi progressivi (durata e intensità) Camminata Corsa Corsa in salita Completo ripristino funzionale Dopo circa 2-3 mesi dal rientro Al termine del percorso riabilitativo : esami posturologici e fisici per monitorare la risposta dell’astronauta al ciclo di trattamento.