Een nieuw onderzoek naar de effecten van gewichtloosheid in de ruimte, geeft nieuwe inzichten in het ontstaan van diabetes.
Astronauten op missie zijn vaak weken tot maanden aan één stuk in de gewichtloze ruimte. In die tijd gebruiken ze hun spieren door het gebrek aan zwaartekracht nauwelijks. Om te onderzoeken wat dit doet met je lichaam, werkten ESA en NASA samen met bewegingswetenschappers van de Vrije Universiteit Amsterdam en de Manchester Metropolitan University. Uit dit onderzoek bleek dat bij een bedrust al na zes dagen je spiermassa afneemt en je spieren meer vet en glucose opslaan. Ook worden je spieren minder gevoelig voor insuline (het hormoon dat glucose verwerkt) wat een voorbode is van type 2 diabetes, ook ‘ouderdomssuikerziekte’ genoemd.
Daarmee zijn de bevindingen niet alleen relevant voor de selecte groep mensen die zich ooit in een baan rondom onze planeet zal bevinden, maar ook voor talloze aardbewoners. Met name ziekenhuispatiënten, waarbij een zesdaagse periode van bedlegerigheid veel voorkomt. “Om de impact van fysieke inactiviteit op de menselijke fysiologie te begrijpen, moeten we dus niet alleen naar astronauten kijken, maar ook naar mensen op aarde”, aldus een van de hoofdonderzoekers Moritz Eggelbusch.
Zestig dagen bedrust
De onderzoekers lieten daarom 24 gezonde deelnemers zestig dagen lang strikt in bed liggen in het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum in Keulen, om zo na te bootsen wat gewichtloosheid met je lichaam doet. De deelnemers moesten alles liggend doen. Daarnaast lag hun hoofd zes graden lager dan hun voeten. “Op die manier werden hun spieren minder belast en verdelen de lichaamsvloeistoffen zich gelijkmatiger door het lichaam”, vertelt andere hoofdonderzoeker Rob Wüst. “Normaal stroomt het bloed vooral naar de benen. Door de gewichtloosheid in de ruimte heb je dat niet, en wordt de druk in het hoofd juist heel groot.” Dat is ook de reden waarom astronauten vaak hoofdpijn krijgen, legt Wüst uit. “Net als problemen met hun zicht en ogen.”
Afname spiermassa
De onderzoekers maten voor, tijdens en na de bedrustperiode hoeveel spiermassa, vet en glucose de deelnemers in hun spieren hadden, en hoe gevoelig ze waren voor insuline. Ze zagen dat de deelnemers al na zes dagen bedrust gemiddeld 23 procent minder spiermassa hadden, en dat hun spieren meer vet en meer glucose hadden opgeslagen. Ook waren ze minder gevoelig voor insuline, wat betekent dat de spieren minder goed glucose konden verwerken. Deze veranderingen gingen door na twee maanden bedrust. Toen hadden de deelnemers gemiddeld 12 procent minder spiermassa ten opzichte van zes dagen. Maar hun insulinegevoeligheid nam niet verder af. En dat is opvallend, vertelt Wüst.
Insulinegevoeligheid
“Je zou verwachten dat de resistentie voor insuline continu verslechtert. Maar wat we zien, is dat het lichaam na zes dagen minder gevoelig wordt voor insuline, waardoor uiteindelijk minder glucose wordt opgenomen in de spiercel.” En dat is positief voor de spier, legt Wüst uit. “Door minder glucose op te slaan, ontstaan er minder negatieve problemen met de stofwisseling in de spieren en voorkomt het lichaam extra schade.” De insulineongevoeligheid van de spier beschermt de spier dus eigenlijk, legt hij uit. De resultaten geven daarmee nieuwe inzichten in hoe insulineresistentie ontstaat. “Het lijkt hier een positieve aanpassing van het lichaam om meer schade aan de spieren te minimaliseren”, aldus Wüst.
Zwaartekracht opheffen
Hoewel het lichaam zelf manieren heeft om de negatieve gevolgen van bedrust te beperken, blijft langdurige bedrust ongezond. Zo heb je meer kans op stofwisselingsziekten zoals diabetes, obesitas en hart- en vaatziekten. “We moeten dus proberen te voorkomen dat onze spieren te veel voedingsstoffen opslaan wat ervoor zorgt dat onze stofwisseling verstoord raakt”, aldus Eggelbusch. De onderzoekers besloten daarom om te onderzoeken of ze een kunstmatige zwaartekracht konden creëren om zo de negatieve effecten van gewichtloosheid tegen te gaan. Dat deden ze door een deel van de deelnemers elke dag een half uur lang te laten ronddraaien in een centrifuge ter hoogte van hun navel. Wüst: “De g-krachten die dan op je lichaam komen door de centrifugale krachten zorgen voor extra zwaartekracht. Daardoor wordt je bloed weer naar je voeten getrokken, en neemt de druk op de hersenen af.”
Centrifuges op de maan
Omdat de kunstmatige zwaartekracht de afname van de spiermassa niet beperkte, denkt Wüst niet dat er ooit grote centrifuges op de maan zullen staan om de gezondheid van astronauten te bevorderen. “De verbeteringen die we zagen zijn heel minimaal. Dat komt waarschijnlijk ook omdat het centrifugeren maar een halfuur per dag is. De rest van de dag lig je dus weer plat. Wij verwachten daarom ook niet dat dit in de toekomst een goede manier is om de effecten van microzwaartekracht of gewichtsverlies te beperken.” Ook hier op aarde zal de techniek niet snel gebruikt worden om de eerste tekenen van diabetes tegen te gaan, denkt hij.
Bewegen na operaties
Bovendien is dit onderzoek gedaan bij gezonde, fitte deelnemers, nuanceert Wüst. Dat is dus niet één op één te vertalen naar een ziekenhuissetting. Dan spelen ook andere zaken een rol. “Ontstekingen na operaties bijvoorbeeld, waar stoffen van in de bloedbaan terechtkomen. Dat versnelt de lichamelijke veranderingen die we vonden. Dat betekent dus dat als je ziek bent, de afname van spiermassa veel sneller gaat en de veranderingen in het metabolisme ook anders zijn.”
Willen we als aardlingen de schade van een periode van rust beperken, zullen we vooral goed moeten blijven bewegen en niet te veel eten. Wüst: “Probeer na een operatie of andere ingreep zo snel mogelijk uit bed te komen. En als dat fysiek niet gaat door bijvoorbeeld een heup- of grote buikoperatie: beweeg dan je armen, of je torso. Het maakt niet eens zo veel uit wat je doet, als je maar beweegt.”
