FISIOLOGIA DEGLI AMBIENTI SPECIALI

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Marina Lupo
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1 FISIOLOGIA DEGLI AMBIENTI SPECIALI 1 I C O N T E N U T I D E L L E P R E S E N T I S L I D E S O N O T R ATT I DA «D A G L I A B I S S I A L L O S P A Z I O. A M B I E N T I E L I M I T I U M A N I» ( G. F E R R E TT I, G. C A P E L L I, E D I Z I O N E E D I - E R M E S, ) «F I S I O L O G I A A P P L I C A T A A L L O S P O R T. A S P E T T I E N E R G E T I C I, M U S C O L A R I E P E R F O R M A N C E» ( W. M C A R D L E E T A L., C A S E E D I T R I C E A M B R O S I A N A, )

2 AMBIENTE GRAVITAZIONALE adattamento ai voli spaziali 2

3 DEFINIZIONE Il volo spaziale espone il corpo umano a molti stress di tipo ambientale. Il più importante è l assenza di gravità. 3 Con microgravità si definisce la condizione in cui un corpo è soggetto ad una forza di gravità molto inferiore rispetto a quella a cui è esposto sulla Terra.

4 CENNI STORICI 4

CENNI STORICI 5 Fu solo dopo la II Guerra Mondiale e lo sviluppo del razzo tedesco V-2 che iniziò ad essere presa in considerazione la possibilità dell uomo di compiere missioni di

5 CENNI STORICI 5 Fu solo dopo la II Guerra Mondiale e lo sviluppo del razzo tedesco V-2 che iniziò ad essere presa in considerazione la possibilità dell uomo di compiere missioni di volo nello spazio. Il 4 Ottobre 1957, l Unione Sovietica lanciò con successo il primo satellite artificiale, lo Sputnik I, conseguendo un notevole successo scientifico e propagandistico.

6 CENNI STORICI 6 Dopo il lancio dello Sputnik 1, la corsa alla conquista dello spazio divenne teatro di competizione politica e iniziò una vera e propria lotta per la supremazia spaziale tra le due potenze militari dell epoca U.S.A. e URSS. La NASA (National Aeronautics and Space Agency), fondata nel 1958 per riunire i progetti dalle aviazioni dell esercito e della marina militare, fu incaricata dal presidente Eisenhower di allestire un programma in grado di lanciare una persona nello spazio e di recuperarlo in sicurezza. Il progetto ebbe la priorità più alta, seconda solo al perseguimento della supremazia militare in piena guerra fredda, e gettò il seme di quello che sarebbe stato il Progetto Mercury.

7 CENNI STORICI 7 Il 12 Aprile 1961 gli scienziati americani furono nuovamente sorpresi da un impresa compiuta dai loro competitori sovietici. Yuri Gagarin a bordo della Vostok 1, compì il primo volo spaziale attorno alla Terra. Esso durò 1h e 48 minuti. In questo primo volo vennero tenute monitorate le condizioni fisiche del corpo del pilota in risposta alle condizioni di microgravità.

CENNI STORICI 8 Dopo il volo di Gagarin, il Presidente americano John F. Kennedy dichiarò che un astronauta americano avrebbe posato il piede sulla Luna entro dieci anni ed istituì il Progetto Apollo.

8 CENNI STORICI 8 Dopo il volo di Gagarin, il Presidente americano John F. Kennedy dichiarò che un astronauta americano avrebbe posato il piede sulla Luna entro dieci anni ed istituì il Progetto Apollo. Conferì questo compito al fisico e ingegnere tedesco Wernher von Braun. Egli rivestì anche un ruolo di primo piano nel periodo nazista, infatti nel Novembre del 37 aderì al Partito Nazista e nel Maggio del 1940 diventò ufficiale delle SS, di cui ottenne il grado di «maggiore» nel Giugno del 1943.

CENNI STORICI Il progetto Apollo fu coronato da successo, poiché il 21 Luglio 1969, in occasione della missione Apollo 11, Neil Armstrong ed Edwin Buzz Aldrin furono i primi uomini a posare il loro

9 CENNI STORICI Il progetto Apollo fu coronato da successo, poiché il 21 Luglio 1969, in occasione della missione Apollo 11, Neil Armstrong ed Edwin Buzz Aldrin furono i primi uomini a posare il loro piede sul suolo lunare, sancendo la nuova supremazia americana nel campo spaziale 9 Dopo il completamento del Programma Apollo, la corsa allo spazio cambiò prospettiva: vennero realizzate le prime stazioni spaziali per colonizzare l orbita terrestre

RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 10 PER SIMULARE LA MICROGRAVITA SI UTILIZZA L ALLETTAMENTO PROLUNGATO (BED REST) CHE INDUCE ADATTAMENTI DEL CORPO MOLTO SIMILI A QUELLI CHE AVVENGONO NELLO

10 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 10 PER SIMULARE LA MICROGRAVITA SI UTILIZZA L ALLETTAMENTO PROLUNGATO (BED REST) CHE INDUCE ADATTAMENTI DEL CORPO MOLTO SIMILI A QUELLI CHE AVVENGONO NELLO SPAZIO: 1. MODIFICAZIONI DELLA MASSA MUSCOLARE 2. DECALCIFICAZIONE OSSEA 3. RIDISTRIBUZIONE DEL SANGUE 4. MODIFICAZIONI CARDIOVASCOLARI DOPO IL BED REST SI OSSERVA UNA INTOLLERANZA ORTOSTATICA MOLTO SIMILE A QUELLA MANIFESTATA DAGLI ASTRONAUTI AL RIENTRO SULLA TERRA

11 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 1. IPOTROFIA MUSCOLARE 11

RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 2. DECALCIFICAZIONE OSSEA 12 A causa della assenza di gravità si assiste ad una perdita di massa ossea dell 1-3% per ogni mese trascorso in orbita.

12 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 2. DECALCIFICAZIONE OSSEA 12 A causa della assenza di gravità si assiste ad una perdita di massa ossea dell 1-3% per ogni mese trascorso in orbita. La diminuzione di densità ossea è diversa nei vari segmenti ossei dello scheletro. E più vistosa sulle ossa della parte inferiore del corpo. Mentre sulla parte superiore del corpo si è osservato un aumento del contenuto di calcio in risposta ad una modificata distribuzione dei fluidi verso la parte cefalica (cervello) del corpo dell astronauta.

13 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 3. Ridistribuzione del fluidi 13 La diminuzione della gravità comporta un immediato spostamento del volume del sangue circolante in direzione craniale (figura B).

14 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 4. RISPOSTE CARDIOVASCOLARI ACUTE 14 Diminuisce la Frequenza Cardiaca A RIPOSO (numero di battiti al minuto) Aumenta la Gettata pulsatoria (quantità di sangue espulsa dal cuore ad ogni battito) Aumenta la Gettata cardiaca (cioè la quantità di sangue espulsa dal cuore ogni minuto) del 15%-20% (6 litri/minuto)

15 RISPOSTE FISIOLOGICHE ALLA MICROGRAVITA 4. ADATTAMENTI CARDIOVASCOLARI NEL MEDIO-LUNGO PERIODO IN ORBITA La Frequenza Cardiaca A RIPOSO (numero di battiti al minuto) torna ai valori pre volo 15 La Gettata pulsatoria (quantità di sangue espulsa dal cuore ad ogni battito) si mantiene elevata per almeno 15 giorni La Gettata cardiaca (cioè la quantità di sangue espulsa dal cuore ogni minuto) torna ai valori pre volo (5 litri/minuto)

16 ALLENAMENTO IN MICROGRAVITA Per neutralizzare gli effetti decondizionanti del volo spaziale sul corpo, sulle performance atletiche e sulla salute globale dei membri dell equipaggio vengono adottate alcune contromisure tra cui spicca l esercizio fisico a bordo della stazione spaziale Camminata e corsa sul treadmill 2. Pedalata sul ciclo ergometro 3. Vogata con le gambe 4. Esercizi di resistenza dinamica

17 ALLENAMENTO IN MICROGRAVITA Durante l esercizio fisico in microgravità avvengo le seguenti risposte cardiovascolari: 17 Aumenta la Frequenza cardiaca rispetto al valore di riposo (di più rispetto a quanto avviene sulla Terra) Aumenta la Gettata cardiaca rispetto al valore di riposo (come avviene sulla Terra) NON aumenta la Gettata pulsatoria rispetto al valore di riposo (sulla Terra invece aumenterebbe all aumentare dell intensità dell esercizio)

ALLENAMENTO IN MICROGRAVITA Durante l esercizio fisico in microgravità avvengo le seguenti risposte cardiovascolari: 18 A parità di intensità di esercizio (stesso esercizio

18 ALLENAMENTO IN MICROGRAVITA Durante l esercizio fisico in microgravità avvengo le seguenti risposte cardiovascolari: 18 A parità di intensità di esercizio (stesso esercizio sulla Terra e nello spazio) il Massimo consumo di ossigeno è inferiore rispetto ai valori della Terra perché il lavoro risulta meno intenso nello spazio non essendoci la gravità.

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