Tag Archives: dykking

Hva immunforsvaret ditt driver med mens du holder pusten

Ingrid EftedalBlogger: Ingrid Eftedal, Forsker og prosjektleder
Barofysiologi-gruppa, Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk

 

 

Hvite blodceller er viktige komponenter av immunforsvaret vårt. De beskytter kroppen fra angrep av mikroorganismer; uten de hvite blodcellene er det nesten umulig å holde seg frisk i en verden full av smitte. Men hva driver disse cellene med når vi ikke er syke? De er der da også. Og de er aktive, hele tida.

Len deg tilbake, pust inn. Og hold pusten. Enklere blir det ikke; nå skjer det vel ikke stort som er verdt å forske på? Jo, det gjør det faktisk.

Evolusjonen har formet oss for miljøet vi lever i. Dette miljøet er aldri helt stabilt, og immunforsvaret bidrar til at kroppen reagerer raskt nok på miljøendringer til å holde helsa i balanse. Noen av de vanligste miljøendringene vi opplever går i faste sykluser, nært knyttet til jordas rotasjon rundt sola og seg selv. Årstidene, for eksempel. I en elegant studie publisert i Nature i 2015 påviste engelske og tyske forskere variasjoner i immunforsvaret som følger årstidene perfekt. Faktisk ligger kroppen litt i forkant: naturen har over tid utstyrt oss med et biologisk minne som stiller immunforsvaret riktig inn litt før neste årstid kommer. Noe lignende kan vi se i løpet av døgnet; aktiviteten til enkelte hvite blodceller svinger i en finstilt 24-timers rytme.

Immunforsvaret fungerer altså syklisk.

Hva skjer hvis vi går til en ennå raskere syklus; pusterytmen?

Som regel puster vi uten å tenke over det. Cellene våre behøver oksygen for å produsere energi, og når lungene er fylt med luft er det sirkulasjonssystemet – hjertet, blodårene og blodet – som sørger for at oksygenet når fram til alle deler av kroppen. Alle kan holde pusten en stund, men noen er mye flinkere enn andre. Fridykkere dykker mens de holder pusten; de aller beste av dem kan holde pusten i over ti minutter.

Fridykkerkonkurranse. Deltaker med hodet under vann.

Fridykker Goran Colak under konkurransegrenen statisk apnea, der deltakerne holder pusten under oppsyn av tidtaker og støttepersonell. Blodprøver fra dykkere ble brukt til å undersøke hvordan immunforsvarets hvite blodceller reagerer når oksygeninnhold i blodet går ned. Bildet er gjengitt med tillatelse fra Goran Colak, 11 ganger verdensmester i fridykking.

For å undersøke hvordan immunforsvaret reagerer på pusterytmen har vi studert noen av verdens beste atleter i fridykkedisiplinen apnea. Studien var enkelt utformet: vi tok blodprøver før atletene stakk hodet under vann, og nye prøver hhv én og tre timer etter at de holdt pusten så lenge de klarte mens de lå stille i vannet eller svømte nær overflaten. Blodprøvene ble fraktet til kjernefasiliteten for genomikk ved NTNU, der vi vi målte det totale uttrykket av gener i atletenes hvite blodceller. Resultatene var slående. Vi fant fem tusen ulike gener som reagerte på noe så enkelt som å holde pusten lenge. Det er neste en fjerdedel av alle gener vi mennesker har i cellene våre! Disse målingene brukte vi til å beregne hvilke typer hvite blodceller som reagerte på dykkene, og hvilke biologiske prosesser inne i cellene som var involvert.

Graf som viser hvite blodceller hos fridykkere i konkurransegrenen apnea.

Figuren viser et utvalg hvite blodceller fra fridykkere i konkurransegrenen apnea. De blå boksene er mengder før dykk, mens de røde og grønne boksene viser de samme cellene hhv én og tre timer etterpå. Hovedfunnene var en kraftig økning i nøytrofile granulocytter én time etter fridykking, mens to lymfocytter; CD8-positive celler og NK-celler, gikk ned. Beregningene av cellemengder ble gjort ved hjelp av matematisk dekonvolvering av genuttrykksdata.

Det viktigste funnet vi gjorde var en markert øking av celletypen nøytrofile granulocytter. Nøytrofile granulocytter reagerer raskt når kroppen oppfatter et angrep; de dreper gjerne inntrengende celler ved rett og slett å spise dem opp. Men de har også en annen egenskap som viser seg når oksygennivået synker. Nøytrofile granulocytter er nemlig evolusjonsmessig gamle celler; de oppsto i en tidsepoke da oksygennivået i atmosfæren var lavere enn det er i dag. Deres moderne etterkommere trives fremdeles best i miljøer med lite oksygen. Celletyper som bruker mer oksygen – som lymfocytter – hadde lav aktivitet etter at dykkerne holdt pusten. Det vi fant er trolig spor av evolusjonen som er preget inn i immunforsvaret, og som kommer til syne når kroppens oksygentilgang varierer. Denne studien ble publisert tidsskriftet Physiological Genomics i november 2016, og er beskrevet av American Physiological Society som en viktig vitenskapelig oppdagelse.

Denne studien ble gjort på friske atleter.

Kan det være nyttig kunnskap også for syke?

Friske trenger normalt ikke å bekymre seg for å få nok oksygen, men for enkelte ganske vanlige sykdommer som kols eller søvnapné er tilgangen på oksygen redusert – kronisk eller i perioder. Disse sykdommene kan gi vedvarende betennelsestilstander og økt risiko for infeksjoner; begge deler tegn på et endret immunforsvar. Hvis vi kan bruke resultater fra friske til å skille effektene av redusert oksygen ut fra det øvrige sykdomsbilde, kan det kanskje i tur bidra i forebygging og behandling?

– Og pust ut.

Leave a Comment

Filed under Betennelse og immunsystemet, Blod, Forskning

Gullstandard for dykkerforskning

Andreas MøllerløkkenBlogger: Andreas Møllerløkken,
Forsker, Gruppe for barofysiology, Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk (ISB)

 

 

Når du dykker stoler du fullt og helt på at den tabellen eller den computeren du følger gir deg de beste anbefalingene for hvordan du skal gjennomføre dykket uten å få noen problemer, enten du dykker på fritiden din, eller om du dykker på jobb. I Trondheim har vi et av verdens ledende forskningsmiljøer på effektene av dykking, og i sommer ble det etablert en gullstandard som vil hjelpe til å bedre forståelsen av hvordan dykkingen påvirker kroppen vår.

Dykker i testkammerOpphold og arbeid i områder med endret omgivelsestrykk, som for eksempel ved dykking, fordrer gode kunnskaper om kroppens evne til tilpasning for å unngå akutte og eller langtidsskader som følge av arbeidet. Et av verktøyene som benyttes for å undersøke dykkere etter en eksponering, er ultralyd. Gassbobler som slippes fri i blodbanen når dykkeren er på vei tilbake til overflaten, kan studeres ved hjelp av ultralyd, og mengden gass som slippes, forteller oss noe om hvor belastende dykket har vært.

Med den stadige utviklingen av ultralydsystemer, har også mengden studier gjennomført rundt omkring i verden hvor denne teknologien har blitt benyttet innen dykking økt betraktelig.
Vi har da fått en utfordring når vi forsøker å sammenligne studier med hverandre. Det er veldig sprikende metodikk for hva som rapporteres, og hvordan det rapporteres. Noen undersøker dykkerne en enkelt gang etter et dykk, mens andre observerer dykkerne gjentatte ganger over flere timer. Continue reading

Leave a Comment

Filed under Blod, Forskning, Hjerte-kar, NTNUmedicine

Fritidsdykker og lyst til å delta i et forskningsprosjekt?

Ingrid Eftedal

Blogger: Ingrid Eftedal

 

 

 

 

Deler av dykkergruppa, NTNU.Dykking er som regel trygt, men det krever at kroppen kompenserer for forandringer i omgivelsestrykk og i sammensetning av pustegasser. Nå kan du være med å bidra til en bedre forståelse av hvordan dykking påvirker menneskekroppen, og samtidig få muligheten til å lære mer om dykkefysiologi og bruken av trykkammer i forbindelse med undervannsarbeid.

Du kan delta dersom du er over 18 år, frisk, har et gyldig sportsdykkersertifikat, en del dykkererfaring og anledning til å sette av fire arbeidsdager til studien.

Dykkeforskerne ved NTNU ønsker å undersøke hvordan gjentatte opphold i et trykkammer påvirker hjerte- karfunksjonen til friske dykkere, og vi søker derfor etter fritidsdykkere som er interessert i å delta i en slik studie.

Du kan delta dersom du er over 18 år, frisk, har et gyldig sportsdykkersertifikat, en del dykkererfaring og anledning til å sette av fire arbeidsdager til studien.

Studien gjennomføres i Trondheim i mars 2014, og vil foregå på Høvringen og St. Olavs Hospital. Alle deltagere vil bli undersøkt av dykkerlege på forhånd.

Barofysiologilogo

I løpet av studien gjennomfører du fire to-timers opphold i trykkammer sammen med to andre dykkere, der du vil bli utsatt for et omgivelsestrykk som svarer til 18 meters vanndybde. Forskerne kommer til å måle gassbobledanning og blodårefunksjon og ta blodprøver av deg etter hvert trykkammeropphold.

Om du er interessert i å delta eller vil vite mer om studien, ta kontakt med forskerne Andreas Møllerløkken (andreas.mollerlokken@ntnu.no) eller Ingrid Eftedal (ingrid.eftedal@ntnu.no / telefon 481 18 277).

Leave a Comment

Filed under Blod, Forskning, Hjerte-kar, NTNUmedicine

Gjør dykking i ekstreme omgivelser tryggere

Oppvarmet tørrdrakt.Med økende vitenskapelig og kommersiell aktivitet i arktiske og antarktiske havområder, er det mer og mer viktig å minimere risikoen rundt dykking i ekstreme omgivelser. Dette er fokuset for en fersk phd avhandling ved Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk (ISB) ved NTNU.

Michael Lang har studert de fysiologiske effektene ved dykking i ekstreme omgivelser og har evaluert undervanns-ytelsen til noe av det utstyret nødvendig for å gjøre slike dykk så trygge som mulig.

– Polar-dykking under is er både vitenskapelig og politisk interessant, men det medfører fysiologiske, utstyrsmessige, trenings og operasjonelle utfordringer, sier han.

Lang, som har vært tilknyttet The Smithsonian Scientific Diving Program og The National Science Foundation Antarctic Program i USA, har sett på bruken av oksygen beriket pustegass (nitrox), dykkecomputere, regulatorer for is-dykking og beskyttelse mot kulde for dykkerne.

I studien med oksygen beriket pustegass som en komprimert pustegass under trykk, fant Lang ut at ved enkelte dybder førte en høyere andel oksygen (men ikke over en PO2 på 1.6 ATA) og en lavere andel av nitrogen til at bunntiden økte og dekompresjonen ble mer effektiv. Dessuten kan nitrox i form av komprimert luft bli ansett som trygg.

Tekniske framskritt

Dekompresjons-statusen for dykking i ekstreme omgivelser kan også overvåkes effektivt gjennom bruk av dykkercomputere. Lang fant ut at dykkecomputere er spesielt nyttige for repeterte dykk på ulike dyp og over flere dager, eller dekompresjons-dykking.

– Noen dykkecomputere tillater også kulde som en dekompresjons stress risiko faktor, og funksjonene for overvåking av oppstigings hastighet, real-time kalkulering av nitrogen balansen, overvåking av luft forbruk og profilnedlasting, gjør dykkercomputerne til et solid og pålitelig verktøy for å minske sjansene for dykkersyke, forklarer Lang.

Noe av dykker utstyret som blir utsatt for ekstra påkjenninger i kalde omgivelser er regulatoren. Egne regulatorer har blitt utviklet for is-dykking, men allikevel opplever man at de fryser. Lang regnet med at ytelsen var avhengig av varemerke, og resultatene bekreftet at noen regulatorer hadde lavere feilrate enn andre, men selv de beste regulatorene kan fryse eller svikte i polare strøk.

En annen faktor for å utvide bunn tiden ved is dykking er bruk av termal beskyttelse som elektrisk oppvarmet tørrdrakt undertøy, hansker og sokker, og heldekkende ansiktsmasker med dobbel andretrinns regulatorer og isolatorventiler. Dette er også en del av Langs fortsatte forskning.

Phd avhandling

Leave a Comment

Filed under Forskning, Hjerte-kar