Se han observado alteraciones del ritmo cardíaco entre los astronautas. La mayoría de ellos se han relacionado con enfermedades cardiovasculares , pero no está claro si esto se debió a condiciones preexistentes o efectos de los vuelos espaciales . Se espera que la detección avanzada de enfermedades coronarias haya mitigado en gran medida este riesgo. Otros problemas del ritmo cardíaco, como la fibrilación auricular , pueden desarrollarse con el tiempo, lo que requiere un examen periódico de los ritmos cardíacos de los miembros de la tripulación. Más allá de estos riesgos cardíacos terrestres, existe cierta preocupación de que la exposición prolongada a la microgravedad pueda provocar alteraciones del ritmo cardíaco. Aunque esto no se ha observado hasta la fecha, se justifica una mayor vigilancia.
La incidencia y la importancia clínica de las arritmias cardíacas durante la exposición prolongada a la microgravedad experimentada en la Estación Espacial Internacional (ISS) o durante una estadía prolongada (es decir, hasta 3 años) en Marte o en la Luna son una preocupación para el National Administración de Aeronáutica y del Espacio (NASA) . En la actualidad, solo hay informes anecdóticos de arritmias cardíacas en el espacio, incluido un episodio documentado de taquicardia ventricular no sostenida . Sin embargo, la naturaleza catastrófica potencial de una muerte cardíaca repentina en el entorno remoto, pero muy público, de los vuelos espaciales ha generado una preocupación constante desde los primeros días del programa espacial sobre la posibilidad de que los vuelos espaciales puedan ser arritmogénicos. De hecho, hay cambios conocidos y bien definidos en el sistema cardiovascular con los vuelos espaciales:
- se reduce el volumen plasmático;
- masa ventricular izquierda disminuida;
- el sistema nervioso autónomo se adapta al entorno de microgravedad.
Combinadas, estas adaptaciones fisiológicas sugieren que los cambios en la estructura cardíaca y el entorno neurohumoral durante los vuelos espaciales podrían alterar la conducción eléctrica, aunque la evidencia que apoya esta afirmación consiste principalmente en cambios menores en el intervalo QT en un pequeño número de astronautas después de un vuelo espacial de larga duración. Al mismo tiempo que los esfuerzos de Flight Medicine para mejorar las técnicas de detección, a medida que la NASA ingresa a la era de las misiones de exploración, será fundamental determinar con el mayor grado de certeza si el vuelo espacial por sí solo altera la estructura y función cardíacas lo suficiente como para aumentar el riesgo de arritmias. . Esta empresa debe realizarse de forma muy sistemática.
Introducción
En la actualidad, hay poca evidencia que sugiera que la adaptación cardiovascular a la microgravedad o los vuelos espaciales aumente la susceptibilidad a arritmias potencialmente mortales en los astronautas. Desde una perspectiva clínica, de acuerdo con el “modelo biológico” de muerte súbita cardíaca, [1] se debe considerar tanto el sustrato como el desencadenante de las arritmias para determinar si los vuelos espaciales a largo plazo pueden conducir a un mayor riesgo de muerte súbita. En este modelo, las anomalías estructurales interactúan con las alteraciones funcionales, como el ejercicio, las alteraciones electrolíticas o la modulación neurohumoral, para crear un entorno en el que las arritmias pueden iniciarse y / o mantenerse. En pacientes con enfermedad de las arterias coronarias, el sustrato es claro: un infarto de miocardio (IM) y / o cicatriz que conduce a áreas focales de conducción lenta, condición necesaria para el reingreso. Para pacientes con función ventricular aparentemente normal, el sustrato potencial es menos seguro. De hecho, la reentrada a menudo no es el mecanismo de desarrollo de la arritmia en estos casos clínicos: las arritmias pueden ser causadas por posdespolarizaciones tardías y la actividad desencadenada puede estar mediada por las catecolaminas. [2] El informe publicado de taquicardia ventricular no sostenida durante un vuelo espacial prolongado [3] apoya esta hipótesis, en el sentido de que el inicio de la taquicardia por una contracción ventricular prematura (PVC) diastólica tardía es más consistente con la actividad desencadenada que con la entrada.
Si bien no hay datos definitivos que muestren que los vuelos espaciales de larga duración estén asociados con arritmias cardíacas, existen datos de observación que se han documentado durante muchos años que sugieren cambios eléctricos cardíacos durante vuelos largos. Por ejemplo, durante Skylab, los 9 miembros de la tripulación estadounidenses exhibieron algún tipo de alteración del ritmo. La mayoría de estas alteraciones del ritmo consistieron en PVC únicas y fueron clínicamente insignificantes. Sin embargo, un miembro de la tripulación experimentó una racha de 5 latidos de taquicardia ventricular durante un protocolo de presión negativa de la parte inferior del cuerpo, y otro tuvo períodos de "marcapasos supraventricular errante" durante el descanso y después del ejercicio. Más recientemente, se ha demostrado que el intervalo QT corregido (QTc), un marcador de repolarización ventricular, se prolongó ligeramente en un pequeño número de astronautas después de un vuelo espacial de larga duración. El monitoreo Holter en vuelo no se realizó durante estos vuelos espaciales. Por lo tanto, no se sabe si esta prolongación se asoció con arritmias conocidas. El monitoreo de Holter en vuelo se llevó a cabo a principios de la era del transbordador espacial.
Prácticamente no se documentaron cambios en las arritmias en vuelos de 4 a 16 días durante operaciones intravehiculares o extravehiculares en comparación con las mediciones previas al vuelo. [4] [5] De hecho, en estos estudios, la frecuencia de las arritmias en realidad puede haberse reducido en vuelo, aunque no se cuantificó la variabilidad diaria de estas arritmias, que se sabe que es bastante amplia. Sin embargo, a bordo de la estación espacial Mir, se detectaron PVC que no estaban presentes antes del vuelo [6] y se documentó una racha de 14 latidos de taquicardia ventricular. [3]
Más recientemente, se han identificado varias afecciones que pueden predisponer a los miembros de la tripulación a sufrir arritmias. D'Aunno y col. [7] encontró que después de misiones de larga duración, los intervalos QTc se prolongan ligeramente en los miembros de la tripulación que no tenían intervalos QTc prolongados después de sus vuelos de corta duración del transbordador espacial, y varios investigadores han encontrado disminuciones en la masa del ventrículo izquierdo después de un vuelo espacial. [8] [9]
Todos estos hallazgos plantean la preocupación de que las alteraciones del ritmo cardíaco puedan convertirse en un problema durante los largos períodos de servicio en vuelo planeados para la ISS y las misiones interplanetarias. No está claro hasta qué punto los vuelos espaciales y sus muchas variables pueden considerarse arritmogénicos, pero la posibilidad de que se produzcan alteraciones graves del ritmo cardíaco durante los vuelos espaciales es motivo de preocupación para la NASA.
Evidencia de vuelo espacial
No se han realizado estudios sistemáticos del potencial arritmogénico de los vuelos espaciales de larga duración, y solo dos estudios de vuelos espaciales de corta duración. Sin embargo, ha habido varios informes publicados que detallan las arritmias durante el vuelo. La Tabla 1 incluye un resumen de algunos de estos informes.
Programa | Lanzamiento | Vuelo | EVA | Reingreso o aterrizaje | Post-vuelo |
---|---|---|---|---|---|
Mercurio | PVC, PAC | Arritmia sinusal, 1 PVC, 1 PAC, un latido de fusión | |||
Geminis | PAC raros | ||||
Apolo | Superficie lunar: ritmo bigeminal auricular (fatiga extrema), PVC, PAC | ||||
Skylab | PVC, bloqueo AV, latidos ectópicos, ritmo de la unión AV, alteraciones del segmento ST y de la onda T durante el esfuerzo máximo, pareado ventricular, tacómetro V de 3 latidos | Taquicardia ventricular | |||
Transbordador espacial | PVC, PAC | PVC, PAC | |||
Tabla adaptada de Charles, JB, Frey, MA, Fritsch-Yelle JM, Fortner GW. Capítulo 3: Función cardiovascular y cardiorrespiratoria en biología y medicina espacial. Nicogossian AE, Mohler SR, Gazenko OG, Grigoriev AI, eds. AIIA, Reston VA. 1996. p. 73. |
Leguay y Seigneuric también compilaron algunos de los informes de la era anterior al Transbordador de vuelos espaciales tripulados. [10] Varios de estos informes se describen brevemente a continuación.
Un miembro de la tripulación durante el Apolo 15 experimentó un ritmo bigeminal nodal de 22 latidos, que fue seguido por latidos auriculares prematuros. [5] Este miembro de la tripulación informó fatiga extrema durante el incidente, pero solo cuando los cirujanos de la tripulación le preguntaron al respecto; por lo tanto, no fue lo suficientemente grave como para afectar la misión. Veintiún meses después, el tripulante sufría una enfermedad de las arterias coronarias y un infarto cardíaco sin cambios sugestivos en el ECG. [10]
En las misiones Skylab, se registraron varios casos de PVC ventriculares, PVC supraventriculares y arritmia ganglionar. Las arritmias ocurrieron durante las pruebas de esfuerzo, las actividades extravehiculares (EVA), las sesiones de presión negativa de la parte inferior del cuerpo y durante toda la misión. Estos incluyeron dos EV consecutivos en un astronauta durante el ejercicio y un episodio de disociación auriculoventricular precedido por bradicardia sinusal en dos astronautas. [10]
Además, se registró un incidente aislado de taquicardia ventricular de 14 latidos no sostenida (Figura 1), con una frecuencia cardíaca máxima de 215 latidos por minuto, mediante la monitorización Holter en vuelo a bordo del Mir. [3] Aunque no forma parte de un estudio científico sistemático, este caso proporciona evidencia adicional de arritmias durante los vuelos espaciales de larga duración. [11]
Se han realizado estudios sistemáticos de alteraciones del ritmo cardíaco durante vuelos espaciales de corta duración. [4] [5] Estos estudios se realizaron en respuesta a informes médicos de arritmias que ocurrieron en 9 a 14 astronautas del transbordador espacial EVA entre 1983 y 1985. Rossum et al. [5] utilizó grabaciones Holter de 24 horas adquiridas durante y después de la actividad de la cámara a gran altitud, 30 días antes del lanzamiento, durante y después de cada actividad extravehicular realizada, y al regresar a la Tierra. Los investigadores no observaron cambios en el número de contracciones ventriculares prematuras de contracciones auriculares prematuras por hora durante el vuelo en comparación con antes del vuelo o después del vuelo (Figura 2). Asimismo, Fritsch-Yelle et al. No observaron arritmias. en 12 astronautas estudiaron antes, durante y después de 6 misiones del transbordador espacial. [4] Dado que estos datos no estaban de acuerdo con los informes anteriores, los investigadores sugirieron que se necesitaban más estudios.
Se desconoce si la exposición prolongada a la microgravedad en sí misma puede precipitar arritmias cardíacas. Con base en las observaciones y el juicio clínico, el personal de operaciones médicas ha sugerido que algunos de estos incidentes se han relacionado con una enfermedad arterial coronaria preexistente no diagnosticada. Se han agregado pruebas adicionales de detección de equipos de preselección, incluida la puntuación de calcio, para reducir tales ocurrencias en el futuro.
Factores contribuyentes
Masa ventricular izquierda
Evidencia reciente sugiere que el desarrollo de apoptosis, o "muerte celular programada" en respuesta a señales patológicas, fisiológicas y / o genéticas, puede ser un factor clave del desarrollo en la causa de arritmias cardíacas. [12] [13] Por ejemplo, la apoptosis asociada con atrofia y reemplazo fibrograso del tejido ventricular derecho se ha identificado como el mecanismo probable para el desarrollo de arritmias en la displasia arritmogénica del ventrículo derecho, una condición que puede conducir a muerte súbita en individuos jóvenes por lo demás sanos. [14] [15]
Dos publicaciones han informado disminuciones en la masa del ventrículo izquierdo después de un vuelo espacial de corta duración. En una de estas publicaciones, [9] se utilizó resonancia magnética cardíaca y mostró una reducción de la masa del ventrículo izquierdo el día del aterrizaje; sin embargo, no se obtuvieron datos de recuperación extendida (Figura 3). En la otra publicación, se utilizó la ecocardiografía y mostró una disminución similar en la masa el día del aterrizaje con recuperación completa 3 días después del aterrizaje. [8]
Los datos no publicados (también medidos con ultrasonido) muestran disminuciones en la masa del ventrículo izquierdo después de misiones de 6 meses a bordo de la ISS. Estas disminuciones son el doble de las observadas después de vuelos cortos y no se recuperan completamente al tercer día después del aterrizaje (Figura 5).
Existe cierto desacuerdo sobre el mecanismo de la disminución de la masa, especialmente después de misiones de corta duración. Si bien existe evidencia que respalda la idea de que la deshidratación de los tejidos contribuye a la pérdida de masa después de vuelos espaciales de corta duración, [9] hay datos de estudios de reposo en cama que muestran que la disminución de masa se puede prevenir con ejercicio y / o contramedidas nutricionales. . [16] Sin embargo, existe acuerdo en que la mayor pérdida de masa con vuelos de larga duración probablemente se deba a la atrofia.
Prolongación del intervalo QT
El intervalo QT es una medida de la duración combinada de la despolarización ventricular (QRS) y la repolarización (onda T). El complejo QRS suele tener una duración fija en individuos sanos y no cambia durante los vuelos espaciales de larga duración. Por tanto, los cambios en la duración del QT representan alteraciones en la repolarización ventricular. El intervalo QT del ECG de superficie es una suma espacial y temporal de todos los potenciales de acción de las células cardíacas. No todas las células del corazón comparten potenciales de acción idénticos; por tanto, existe un cierto grado de variabilidad, o falta de homogeneidad, en su tiempo de repolarización. El grado de inhomogeneidad durante la repolarización se correlaciona directamente con la morfología general de la forma de onda QT (principalmente la onda T) y, en la mayoría de los casos, con la duración del intervalo QT. Se ha establecido una clara asociación entre la magnitud de la falta de homogeneidad de la repolarización y el riesgo de desarrollo de arritmias ventriculares. [17] [18] [19]
El intervalo QT a menudo se corrige según la frecuencia cardíaca y se muestra como QTc. Algunas afecciones que pueden prolongar el intervalo QTc son la cardiopatía isquémica, la disfunción autonómica, la bradicardia, las anomalías electrolíticas, el remodelado cardíaco y los medicamentos para la deshidratación que interfieren con los canales de iones de potasio cardíacos. [20] [21] [22] [23] ¿Cuáles de estos factores se ven en los astronautas de larga duración?
- Primero, se sabe que los astronautas desarrollan cambios en el sistema nervioso autónomo. [24] [25] [26] [27]
- En segundo lugar, en vuelos de larga duración, los astronautas tienen una bradicardia relativa en comparación con los astronautas en vuelos de corta duración. [26]
- En tercer lugar, hay evidencia de remodelación cardíaca después de un vuelo de larga duración, como se ve en la Figura 5.
- En cuarto lugar, hay medicamentos disponibles para los astronautas a bordo de la ISS que prolongan el intervalo QTc, incluidos ciprofloxacina, haldol, inderal, verapamilo, zithromax, Zoloft® y nortriptilina.
El entorno creado por la combinación de los factores enumerados anteriormente podría causar o exacerbar la prolongación del intervalo QT.
La prolongación del intervalo QTc no garantiza por sí misma un aumento de las arritmias ventriculares. Por ejemplo, el sueño, el hipotiroidismo y el uso del fármaco antiarrítmico amiodarona prolongan el QTc sin aumentar la incidencia de arritmias ventriculares. Es posible que los vuelos espaciales presenten una situación similar. Sin embargo, en este momento, esa determinación no se puede hacer debido a la falta de datos. Por lo tanto, los datos deben recopilarse.
Evidencia basada en tierra
En general, los sujetos en estudios de reposo en cama no exhiben aumentos en la ectopia ventricular, aunque numerosos estudios han mostrado disminuciones en la masa y / o volumen del ventrículo izquierdo. [9] [16] [28] [29] Durante el reposo en cama, se ha demostrado que la masa del ventrículo izquierdo disminuye en un ocho por ciento después de 6 semanas, lo que se pensó que estaba relacionado con una menor carga fisiológica. [9]
También se han utilizado estudios en animales terrestres para determinar los efectos de la microgravedad en el sistema cardiovascular. Se ha observado taquicardia en ratas de pie, después de descargar las patas traseras durante 28 días. [30] También se ha documentado una tendencia en la disminución de la masa cardíaca en estudios de ratas con suspensión de patas traseras. [31] Sin embargo, la hemodinámica en humanos difiere de la hemodinámica en cuadrúpedos; por tanto, la rata no es el modelo más apropiado para examinar los efectos de la microgravedad en las adaptaciones cardiovasculares. [32]
Información de simulación basada en computadora
Un análisis de sistemas que utiliza el modelo informático de fisiología humana desarrollado en el Centro Médico de la Universidad de Mississippi también predice una pérdida de masa del ventrículo izquierdo después de un vuelo espacial de corta duración. Según las predicciones del modelo, las reducciones en la masa del ventrículo izquierdo observadas después de una exposición de corta duración a la microgravedad pueden ser el resultado de una contracción del espacio de líquido intersticial del miocardio secundaria a una pérdida en el volumen plasmático (ver Figura 6). [8] [33]
El hallazgo de la prolongación del QTc en los astronautas ha sido motivo de preocupación desde la perspectiva de las operaciones clínicas. Esta prolongación se ha documentado en varias ocasiones, pero no está claro si estos hallazgos tienen algún significado clínico o presagian riesgo. [7] [34]
Riesgo en el contexto de los escenarios operativos de la misión de exploración
Las alteraciones del ritmo cardíaco podrían poner en peligro los objetivos de la misión y, en el caso más extremo, la vida de los miembros de la tripulación. El peor de los casos sería una arritmia potencialmente mortal durante una misión de exploración de Marte, donde el regreso a la Tierra llevaría meses. En estas condiciones, otros miembros de la tripulación necesitarían tratar al miembro de la tripulación afectado con los suministros limitados disponibles en la nave espacial.
Brechas
Los datos son lo suficientemente convincentes como para que este riesgo no se pueda eliminar hasta que se realice una evaluación sistemática de la estructura y función cardíacas en el ISS. Esta se considera una actividad de alta prioridad.
Conclusiones
Muy poca investigación ha evaluado sistemáticamente la prevalencia (o el riesgo potencial) de arritmias cardíacas durante los vuelos espaciales. Hay varios informes de observación de arritmias que no ponen en peligro la vida pero que pueden ser preocupantes. Se han informado al menos dos posibles factores de riesgo de arritmias durante o inmediatamente después de los vuelos espaciales: atrofia cardíaca y un intervalo QTc prolongado. La posible gravedad del impacto de la misión de una arritmia grave requiere que se lleve a cabo una evaluación sistemática del riesgo de arritmia debido a los vuelos espaciales.
Ver también
- Investigación de la NASA en la ISS
- Investigación de la ESA sobre la ISS - Función cardiovascular
- Ablación - Vuelo espacial
- MARS-500 - Experimentos cardíacos
Siglas y abreviaturas
Acrónimo / Abreviatura | Descripción |
---|---|
AV | Atrionetricular |
ECG | Electrocardiograma |
LV | Ventrículo izquierdo |
LVM | Masa ventricular izquierda |
MI | Infarto de miocardio |
Resonancia magnética | Imagen de resonancia magnética |
NASA | Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio |
P-Wave | Despolarización auricular |
PAC | Contracción auricular prematura |
CLORURO DE POLIVINILO | Contracción ventricular prematura |
QRS | Despolarización ventricular |
QT | Medida del tiempo entre la despolarización y la repolarización ventricular |
QTc | Intervalo QT corregido |
R + 0 | Día de aterrizaje |
R + 3 | Tres días después del aterrizaje (recuperación) |
T-Wave | Repolarización ventricular |
V-tacómetro | Taquicardia ventricular |
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enlaces externos
- Consecuencias para la salud cardiovascular de los vuelos espaciales de larga duración (vascular)
- Regulación cardiovascular durante vuelos espaciales de larga duración a la Estación Espacial Internacional
- Efectos cardiovasculares de los vuelos espaciales - presentación
Este artículo incorpora material de dominio público del documento de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio : "Riesgos para la salud humana y el rendimiento de las misiones de exploración espacial" (PDF) . (NASA SP-2009-3405)