Les expériences Vascular : étudier la santé cardiovasculaire dans l'espace

Sciences de la santé

Trois expériences scientifiques canadiennes portent sur les effets de l'apesanteur sur la santé cardiovasculaire des astronautes à bord de la Station spatiale internationale (SSI) : Vascular, Vascular Echo et Vascular Aging.

Contexte

Notre système cardiovasculaire est conçu pour la vie sur Terre. Le cœur fait circuler le sang dans les artères pour fournir de l'oxygène à toutes les cellules du corps. L'absence de gravité dans l'espace perturbe ce système.

Pour se déplacer dans la Station, les astronautes n'ont pas à faire autant d'efforts que sur Terre. Une étude canadienne antérieure du nom de Cardiovascular and Cerebrovascular Control on Return from the International Space Station (CCISS) a confirmé que le rythme cardiaque des astronautes baissait de façon notable et qu'ils faisaient moins d'exercice pendant les vols spatiaux.

TEn nous permettant d'examiner les vaisseaux sanguins des astronautes à l'aide de tests sanguins et d'échographies, les expériences Vascular et Vascular Echo approfondissent nos connaissances sur les effets de la microgravité sur le système cardiovasculaire.

Une expérience subséquente, Vascular Aging, se penchera sur d'autres risques pour la santé auxquels sont exposés les astronautes, comme le rayonnement et la résistance à l'insuline, un facteur de risque du diabète de type 2. En étudiant comment le système cardiovasculaire réagit dans l'espace, nous pouvons mieux comprendre le processus de vieillissement de nos artères sur Terre.

La santé cardiovasculaire dans l'espace, avec l'astronaute Tim Peake

Durant une mission de six mois dans l'espace, le système cardiovasculaire peut vieillir de 10 à 20 ans. L'astronaute de l'ESA Tim Peake a participé à l'expérience canadienne Vascular Echo à bord de la SSI pour examiner les changements subis par les vaisseaux sanguins et le cœur des astronautes dans l'espace. (Sources : Agence spatiale canadienne, NASA)

Transcript

Objectifs

Voici sur quoi portaient précisément les trois expériences Vascular dans l'étude du système cardiovasculaire.

  1. Vascular
    • Suivre les changements subis par les vaisseaux sanguins et surveiller le fonctionnement du cœur.
    • Observer comment les artères réagissent aux variations de la pression artérielle et à la baisse de l'activité physique.
    • Mesurer les marqueurs sanguins liés aux modifications du système cardiovasculaire anticipées.
  2. Vascular Echo
    • Observer comment les artères et le cœur réagissent aux variations de la pression artérielle.
    • Évaluer l'efficacité d'une contremesure, à savoir si une sangle autour de la cuisse peut éviter une trop grande quantité de sang dans le haut du corps.
    • Déterminer si l'apesanteur a un effet sur le débit sanguin après une séance d'exercice.
    • Faire le lien entre certains signes précurseurs manifestés par le sang et les premiers stades de la perte d'élasticité des artères.
    • Trouver un moyen plus facile et moins agressif que les échographies de mesurer les changements de l'élasticité artérielle.
    • En apprendre plus sur le rétablissement des astronautes jusqu'à un an après leur retour.
  3. Vascular Aging
    • Déterminer pourquoi précisément les artères des astronautes perdent de leur élasticité.
    • Confirmer si les astronautes développent une résistance à l'insuline et à quel moment.
    • Préciser l'effet de l'exposition au rayonnement sur la santé cardiovasculaire.
    • Suivre le rétablissement des astronautes après leur retour.

 Retombées sur Terre

Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de décès dans le monde. Selon la Fondation des maladies du cœur et de l'AVC, neuf Canadiens sur dix présentent au moins un facteur de risque associé aux maladies du cœur ou aux arrêts vasculaires cérébraux, dont le manque d'activité physique.

Selon les résultats de l'expérience Vascular, une séance quotidienne d'exercice aérobique (cardiovasculaire) ne suffit pas à contrer les effets sur le corps d'une vie généralement sédentaire.

Lorsque les artères perdent de leur élasticité, le cœur est contraint à travailler plus fort pour faire circuler le sang dans tout le corps. Moins les vaisseaux sanguins sont élastiques, plus le risque de maladies cardiovasculaires augmente (p. ex. crise cardiaque, accident vasculaire cérébral).

Déroulement

  1. Vascular
    Neuf astronautes ont participé à cette étude.
    • Des échantillons sanguins ont été prélevés sur chacun des astronautes avant, pendant et après leur mission pour collecter des données et établir leur lien avec d'autres effets constatés sur le corps des participants.
    • Les chercheurs ont fait passer des échographies aux astronautes avant leur départ pour évaluer leur élasticité artérielle et les ont comparées avec celles réalisées à leur retour.
  2. Vascular Echo
    Neuf astronautes prennent part à cette étude.
    • Des prélèvements de sang sont faits sur les participants avant, pendant et après leur mission.
    • Des échographies sont pratiquées au repos avant, pendant et après le vol spatial.
    • Les participants font des exercices simples en vol avec un appareil d'échographie attaché à leur cuisse pour mesurer les variations du débit sanguin.
    • Les astronautes portent un brassard gonflable qui mesure la pression artérielle. Les résultats seront comparés aux données des échographies pour déterminer si on peut utiliser la pression artérielle comme un indicateur plus efficace des changements subis par les artères.
  3. Vascular Aging
    Neuf astronautes participeront à cette étude.
    • Des échantillons sanguins seront prélevés sur les astronautes avant, pendant et après leur mission.
    • Des échographies de la tête, du cou, du torse, des bras et des jambes seront faites au repos avant, pendant et après la mission.
    • Les astronautes porteront un maillot intelligent qui servira de moniteur du rythme cardiaque, du niveau d'activité et du rythme respiratoire.
    • Les chercheurs prévoient examiner l'efficacité de la réponse insulinique chez les astronautes en leur faisant boire une boisson sucrée et en mesurant ensuite leur glycémie.

 Résultats

L'expérience Vascular a permis de constater les changements suivants :

  • Après six mois dans l'espace, les artères des astronautes ont perdu de 17 % à 30 % de leur élasticité, ce qui se compare à un vieillissement normal sur Terre de 10 à 20 ans.
  • Le corps des astronautes ne transforme pas le glucose normalement. Les astronautes développent une résistance à l'insuline, ce qui augmente le risque de développer un diabète de type 2.
  • Les artères tant des femmes que des hommes ont été touchées, mais la résistance à l'insuline a été plus importante chez ces derniers.

Les résultats de l'expérience Vascular semblent indiquer que la séance quotidienne d'exercice ne suffisait pas à contrer les effets de la sédentarité sur le corps liés à l'apesanteur.

À mesure qu'on prend de l'âge, les artères perdent de leur élasticité. La pression artérielle augmente et le cœur doit travailler plus fort pour faire circuler le sang. À long terme, ces changements peuvent mener à l'hypertension, ce qui accroît le risque de maladies cardiaques.

Dates

  1. Vascular a été réalisée entre et .
  2. Commencée en , la collecte de données dans le cadre de Vascular Echo devrait se poursuivre jusqu'en .
  3. Vascular Aging devrait commencer en .

L'astronaute Tim Peake sujet de l'étude Vascular Echo

En mai 2016, l'astronaute Tim Peake de l'Agence spatiale européenne (ESA) a réalisé sur lui une échographie de la jambe à bord de Station spatiale internationale pour aider à collecter des données dans le cadre de l'étude Vascular Echo. (Source : NASA.)

Équipe de recherche

Le Dr Richard Hughson de l'Institut Schlegel de recherche sur le vieillissement de l'Université de Waterloo est le chercheur principal des expériences Vascular.

Ses cochercheurs sont les suivants :

  1. Vascular
    • Kevin Shoemaker, Ph. D., Université Western, London, Ontario
    • Dr Philippe Arbeille, Université François-Rabelais, Tours, France
    • Dr Marc-Antoine Custaud, Université d'Angers, France
    • James Rush, Ph. D. Université de Waterloo, Ontario
    • Danielle Greaves, M. Sc., Université de Waterloo, Ontario
  2. Vascular Echo
    • Dr Philippe Arbeille, Université François-Rabelais, Tours, France
    • Kevin Shoemaker, Ph. D., Université Western, London, Ontario
    • Danielle Greaves, M. Sc., Université de Waterloo, Ontario
  3. Vascular Aging
    • Kevin Shoemaker, Ph. D., Université Western, London, Ontario
    • Danielle Greaves, M. Sc., Université de Waterloo, Ontario
    • Dr Philippe Arbeille, Université François-Rabelais, Tours, France
    • Martina Heer, Ph. D., Université de Bonn, Allemagne
    • Carole Leguy, Ph. D., Centre aérospatial allemand
    • Laurence Vico, Ph. D., Université de Lyon, France

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