Ricerca, dal battito cardiaco al cervello: ecco come cambia la circolazione negli astronauti

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La permanenza prolungata nello spazio modifica il modo in cui il battito cardiaco si riflette sulla circolazione venosa tra cuore e cervello. A mostrarlo è una ricerca dell’università degli Studi di Ferrara, pubblicata sulla rivista del gruppo Nature ‘Scientific Reports’, che ha descritto per la prima volta l’andamento del polso venoso giugulare nel corso di voli spaziali di lunga durata. I risultati suggeriscono che, in assenza del gradiente idrostatico terrestre, le oscillazioni generate dal cuore possano propagarsi con maggiore intensità verso il compartimento venoso cerebrale.

Lo studio, a prima firma Paolo Zamboni, docente dell’ateneo ferrarese, è stato condotto con il coordinamento e il finanziamento dell’Agenzia spaziale italiana (Asi), che ha messo a disposizione del team di ricerca le risorse nazionali di utilizzo della Iss nell’ambito del bando Volo Umano Spaziale 3. La ricerca ha coinvolto quattro astronauti, esaminati prima e dopo una missione spaziale di lunga durata. Per uno di loro sono state analizzate anche misurazioni effettuate durante la permanenza in orbita. In tre astronauti i ricercatori hanno osservato dopo il volo una significativa riduzione dell’area media della vena giugulare interna. In due è aumentata in maniera marcata anche la sua escursione pulsatile, cioè la differenza tra la massima e la minima espansione del vaso durante il ciclo cardiaco: rispettivamente del 105% e del 337% rispetto ai valori precedenti alla missione. “Nonostante lo studio sia limitato dal numero ancora contenuto di astronauti esaminati, il risultato ottenuto permette di formulare ipotesi verificabili con future sperimentazioni. L’obiettivo è comprendere se e come il fenomeno osservato possa essere collegato ai sintomi neurologici che interessano gli astronauti durante le missioni di lunga durata”, spiega Zamboni.

Il polso venoso giugulare descrive le variazioni ritmiche della vena giugulare interna legate all’attività cardiaca e rappresenta una finestra non invasiva sulla pressione dell’atrio destro. Per studiarlo, il gruppo di ricerca ha utilizzato ecografie ad alta risoluzione sincronizzate con l’elettrocardiogramma, analizzate attraverso un modello validato basato sull’intelligenza artificiale. Il sistema consente di seguire le variazioni dell’area della vena durante l’intero ciclo cardiaco, anziché limitarsi alla misurazione di una singola immagine ecografica. “Dal punto di vista fisico, la microgravità elimina il gradiente idrostatico che sulla Terra condiziona la nostra circolazione. La possibilità di trasformare le variazioni della vena giugulare in parametri quantitativi ci permette di osservare come il sistema cardiovascolare si adatta a condizioni profondamente diverse da quelle terrestri. È un risultato che nasce dall’incontro tra fisica, medicina e tecnologie di analisi, e che apre nuove prospettive per il monitoraggio non invasivo degli astronauti nelle missioni di lunga durata”, sottolinea Angelo Taibi, docente del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’università di Ferrara, tra gli autori dello studio. Secondo gli autori, i dati suggeriscono una maggiore trasmissione delle onde di pressione cardiaca verso il compartimento venoso cerebrale quando viene meno il gradiente idrostatico presente sulla Terra. La forma del polso venoso e la sua sincronizzazione con il ciclo cardiaco rimangono invece riconoscibili anche in microgravità.