Ruimteziekte en Co
Zien, horen, ruiken, smaken, en voelen vormen de vijf traditionele zintuigen. Ons zintuiglijke systeem omvat echter meer organen die essentieel zijn voor een optimaal functioneren in diverse omgevingen.
Evenwichtsorganen
Normaal beschikt een mens over twee evenwichtsorganen of -zintuigen, aan elke kant van het hoofd één, die beide samenwerken. We gebruiken ze voor ons houdingsevenwicht, ruimtelijke oriëntatie (waar is de zwaartekracht, wat is boven, onder, links en rechts), en voor de beeldstabilisatie (beweeg je zelf, of beweegt de omgeving). Het evenwicht wordt tevens gestuurd door het zicht, en op het gevoel van andere proprioceptoren (zoals spierspoelen en gewrichtssensoren). Proprioceptie is het vermogen om te weten waar en hoe het lichaam georiënteerd is in de omgeving, het ontvangen en verwerken van stimuli afkomstig uit het eigen gestel, het Latijnse proprius = ’eigen’ en capere = ’nemen, pakken’.
Het evenwichtsorgaan is gelegen in het binnenoor (vervat in het rotsbeen, steenbeen), en omvat een gedeelte dat de bewegingen van het hoofd registreert - de stand en standsveranderingen bij rechtlijnige, horizontale en verticale bewegingen. Een ander deel zorgt ervoor dat we alle draaiingen (rotaties) en draaiversnellingen en -vertragingen van het hoofd kunnen gewaarworden.
De werking is gebaseerd op de Traagheidswet (inertie) = de Eerste Bewegingswet van Newton. Deze stelt dat een object wil volharden in zijn rusttoestand; wanneer een voorwerp in rust is wil het in rust blijven, maar wanneer een voorwerp in beweging is wil het ook in beweging blijven totdat er een externe kracht op uitgeoefend wordt. De gewaarwording van het evenwichtsorgaan bij het stilstaan en bewegen met een constante snelheid is dezelfde. Ook maakt het geen onderscheid tussen het kantelen van het hoofd en lineaire schuifkrachten. Door de ogen en andere proprioceptoren zie en voel je echter het verschil. Hetgeen je waarneemt komt niet altijd overeen met wat je voelt, om te voelen wat er echt gebeurt heb je al je zintuigen nodig.
Verplaatsingen van oorsteentjes (kalkkristallen, otolieten, het Griekse oto = ’oor’ en lithos = ’steen’) detecteren lineaire versnellingen en vertragingen (versnellingen en vertragingen over rechte lijnen) in het horizontale en verticale vlak; voor, achter, zijwaarts, en op en neer. De oorsteentjes zijn ook gevoelig voor de zwaartekracht, en geven de stand en standsveranderingen van het hoofd ten opzichte van de zwaartekracht door aan de hersenen. Een ander deel van het evenwichtsorgaan is vooral gevoelig voor bewegingsveranderingen - veranderingen van snelheid (versnellingen en vertragingen).
Ogen worden voor een belangrijk deel gestuurd door het evenwichtsorgaan. Via de snelste motorische reflexen in het lichaam ben je in staat om je ogen tegen te sturen. Reflexmatig gaan de ogen mee met de beweging. Kinderen kunnen geboren worden zonder evenwichtsorganen, en zijn dan veel aangewezen op hun ogen.
Er is een koppeling van het evenwichtszintuig met het braakcentrum (in het verlengde merg van de hersenstam). Een mogelijke verklaring voor het braken is dat het lichaam zich probeert te ontdoen van gifstoffen (neurotoxinen), en een conflict (hallucinatie) tussen wat men ziet en voelt (evenwicht) zou dit dan uitlokken, maar er zijn andere meer complexe hypotheses om het braken te verklaren.
Bewegingsziekte ontstaat als je niet meer voelt waar de zwaartekracht is, of dat je niet voelt of je zelf beweegt of je omgeving.
Het evenwichtsgevoel neemt bij de mens na 65 jaar af, en is een belangrijke oorzaak van vallen.
Piloten leren om niet op hun gevoel af te gaan, maar vertrouwen te hebben op hun instrumenten.
Bepaalde antibiotica kunnen het evenwichtsorgaan aantasten.
De inname van alcohol beïnvloedt het gevoel voor de zwaartekracht, vandaar het rijverbod wanneer men dronken is.
Ruimteziekte
Ruimteziekte (Space Adaptation Syndrome, ruimteaanpassingssyndroom) is een vorm van bewegingsziekte (kinetose, het Griekse kinesis = ’beweging’, en de Latijnse/Griekse toevoeging -osis = ’ziektetoestand’), die ontstaat wanneer de hersenen tegenstrijdige informatie ontvangen van het evenwichtsorgaan en de ogen, betreffende de stand (houding, oriëntatie) en beweging van het hoofd en lichaam in gewichtloosheid (microzwaartekracht).
Astronauten aan boord van het Internationale Ruimtestation (ISS) vertoeven in een voortdurende vrije val. Het ruimtestation wordt nog altijd door de zwaartekracht van de Aarde aangetrokken, maar omdat het met zo’n grote snelheid in een baan om de Aarde draait, wordt daardoor de val naar de Aarde van het ISS opgeheven door de tegengerichte centrifugaalkracht (middelpuntvliedende kracht), en blijft zo min of meer op dezelfde hoogte in zijn baan vliegen. De astronauten aan boord ervaren gewichtloosheid en zweven daardoor alle kanten op. Er bestaat voor hen geen onder- of bovenkant meer; daar waar hun voeten zijn is dan de vloer. De oriëntatie en het evenwicht geraken in de war.
Op Aarde vertrouwen de hersenen op gecoördineerde signalen van het evenwichtsorgaan, het visuele systeem, en het proprioceptieve systeem (gevoel van lichaamspositie). In microzwaartekracht detecteert het evenwichtsorgaan de zwaartekracht niet meer, waardoor het tegenstrijdige signalen uitzendt.
Aan het begin van hun ruimtereis krijgen tot de helft van de astronauten en kosmonauten te maken met ruimteziekte. De aandoening treedt op wanneer het lichaam zich aanpast aan microzwaartekracht. De ernst en duur varieert per individu en verdwijnt meestal binnen enkele dagen, zodra het lichaam zich heeft aangepast aan de nieuwe zintuiglijke omgeving. Het evenwichtsorgaan heeft tijd nodig om zich aan te passen aan de (schijnbare) afwezigheid van zwaartekracht. Tijdens deze periode kunnen verkeerde interpretaties van beweging en oriëntatie optreden, waardoor de symptomen verergeren. In microzwaartekracht herverdelen lichaamsvloeistoffen (zoals bloed en lymfe) zich en verplaatsen ze zich omhoog naar het hoofd. Deze vloeistofverschuiving kan de druk binnen de schedel verhogen, wat kan bijdragen aan symptomen zoals hoofdpijn en een gevoel van onevenwicht. Tijdens de eerste dagen in een baan om de Aarde bieden een geleidelijke aanpassing en beperkte fysieke activiteit soelaas. Rust en het vermijden van plotse hoofdbewegingen kunnen helpen.
Het precieze neurobiologische mechanisme van bewegingsziekte is nog onduidelijk, maar de meest aanvaarde theorie om ze te verklaren is het zintuiglijke conflict en de neurale discrepantie (tegenspraak). Ze beschrijft het conflict dat optreedt tussen het visuele, vestibulaire (met betrekking tot het evenwicht), en somatosensorische (Griekse somatos = ’lichaam, lijf’, informatie over de houding en beweging van lichaamsdelen, om te weten wat deze aan het doen zijn) systeem als gevolg van reële of schijnbare (virtuele) bewegingen. De visuele signalen en proprioceptieve terugkoppelingen verschillen van wat de hersenen verwachten, wat leidt tot een zintuiglijk onevenwicht. Wanneer er een contradictie is tussen de werkelijke versus de verwachte patronen van visuele, vestibulaire, en kinesthetische (wat te maken heeft met gevoel voor beweging) signalen, start dit de cascade van symptomen van bewegingsziekte: misselijkheid (malaise), braken (overgeven), duizeligheid (desoriëntatie), hoofdpijn, moeheid, en gebrek aan eetlust.
Copyright afbeelding: barfology.com via Universe Today
Preventieve maatregelen helpen de effecten van ruimteziekte te verminderen.
Vluchtvoorbereiding met trainingen tijdens parabolische vluchten om astronauten te laten wennen aan gewichtloosheid. Aangepaste vliegtuigen die parabolische vluchten maken om kortstondig microzwaartekracht te ervaren kregen de informele bijnaam ’vomit comet’ (’kotskomeet’), omdat sommige passagiers er tijdens een paraboolvlucht hun maaginhoud kwijtspelen. Om eventjes (de onaangename bijwerkingen van) microzwaartekracht te ervaren, kunnen naast astronauten en wetenschappers ook particulieren met een goed gespijsde bankrekening in Europa of de Verenigde Staten deelnemen aan commerciële paraboolvluchten: AirZeroG (Novespace), Zero-G (Zero Gravity Corporation).
Voorgeschreven geneesmiddelen omvatten Promethazine (Phenergan, oraal, via injectie, of als zetpil toegediend, veroorzaakt slaperigheid wat soms een gewenste bijwerking kan zijn om astronauten te helpen rusten), Scopolamine (toegediend via een transdermale pleister die achter het oor wordt aangebracht en enkele dagen blijft zitten, of als nasale gel), combinatie van Scopolamine tegen misselijkheid en Dexedrine (een stimulerend middel om de kalmerende effecten (slaperigheid) van Scopolamine tegen te gaan), dextroamfetamine (stofnaam) en Scopolamine is het meest effectief omdat hun bijwerkingen elkaar opheffen (verslaving is mogelijk), Ondansetron (Zofran, recenter medicijn tegen misselijkheid dat vaak gebruikt wordt in gevallen waar de bijwerkingen van oudere medicijnen geminimaliseerd moeten worden), Meclizine (Antivert, vaak gebruikt tegen reisziekte op Aarde, maar minder vaak in de ruimte vanwege de relatief milde werking in vergelijking met de alternatieven). Deze middelen worden geselecteerd op basis van individuele tolerantie en missiespecifieke behoeften, om ervoor te zorgen dat astronauten functioneel, veilig en comfortabel blijven tijdens hun aanpassing aan de microzwaartekracht.
De Sovjet-Russische kosmonaut Gherman Stepanovitsj Titov (1935 -2000) was de tweede mens in een baan om de Aarde, en de eerste die als gevolg van ruimteziekte kotste in zijn ruimtetuig (Vostok 2, 6 augustus 1961).
Tijdens het Apollo-programma werd ruimteziekte amper gemeld, omdat het een relatief nieuw fenomeen was, en veel astronauten terughoudend waren om de symptomen te melden uit bezorgdheid dat het zou kunnen worden gezien als een zwakte (de vrees om niet meer geselecteerd te worden voor volgende missies). Apollo-ruimtetuigen boden een beperkte bewegingsruimte, en de relatief korte missieduur kunnen een langdurige blootstelling aan gewichtloosheid hebben geminimaliseerd, wat de kans op ernstige ruimteziekte mogelijk verminderde.
Enkele bekende gevallen van ruimteziekte tijdens de Apollo-missies:
De bemanning van Apollo 7 (11-22 oktober 1968), met commandant Walter ’Wally’ Marty Schirra Jr. (1923-2007), commandomodulepiloot Donn Fulton Eisele (1930-1987), en Ronnie Walter Cunningham (1932-2023) als maanlanderpiloot kregen griepachtige symptomen waarvan velen nu geloven dat ze te wijten waren aan ruimteziekte.
Apollo 8 (21-27 december 1968) commandant Frank Frederick Borman II (1928 -2023) had last van maag- en darmklachten die hij later als ruimteziekte bestempelde, hoewel hij ze aanvankelijk toeschreef aan voedselvergiftiging.
Apollo 9 (3-13 maart 1969) maanlanderpiloot Russell Louis ’Rusty’ Schweickart (1935) kreeg last van ernstige ruimteziekte bij het begin van de missie, waardoor de plannen voor een ruimtewandeling werden verstoord en ingekort.
Apollo 13 (11-17 april 1970) maanlanderpiloot Fred Wallace Haise Jr. (1933) leed aan maag- en darmklachten, die werden verergerd door uitdroging en de angst en spanning door de noodsituatie tijdens de missie (”Okay, Houston, we’ve had a problem here.”, 13 april 1970 CST, John Leonard Swigert Jr. (1931-1982)).
Bij de Apollo-missies dienden de ontlastingszakken tevens als kotszakken.
Bewegingsziekte op Aarde
Er kunnen drie typen bewegingsziekten worden onderscheiden: veroorzaakt door beweging die wordt gevoeld maar niet gezien (wagenziekte, zeeziekte, luchtziekte, in centrifuges voor de opleiding van gevechtspiloten, astronauten, en in pretparken), veroorzaakt door beweging die gezien maar niet gevoeld wordt (films of video’s geprojecteerd op een groot scherm, simulaties bij computerspelen), en veroorzaakt door een zintuiglijk conflict (bewegingen die gezien en gevoeld worden maar niet overeenstemmen, in centrifuges, trage ritten op een hobbelige weg).
Op Aarde kan bewegingsziekte (reisziekte) zich manifesteren tijdens een wegrit (wagenziekte), aan boord van schepen (zeeziekte) of vliegtuigen (luchtziekte). Het fenomeen kan zich ook voordoen op een roetsjbaan (achtbaan, Engelse roller-coaster), draaimolen, schommel, in een centrifuge, en bij virtuele bewegingssimulaties (videospelen, VR-bril) - door de laagfrequente zijwaartse (laterale) en op- en neerwaartse (verticale) bewegingen. De individuele gevoeligheid varieert, maar bewegingsziekte is op te wekken bij bijna alle mensen met een functionerend evenwichtsorgaan en een voldoende provocerende stimulus. Bewegingsziekte is in feite geen ziekte, maar een normale reactie op een abnormale situatie.
Zelf ervoer ik nog geen opgemerkte bewegingsziekte, maar was er wel meermaals getuige van.
Wagenziekte
De bestuurder van een voertuig heeft geen last van reisziekte omdat deze het ritverloop zelf in de hand heeft (stuurt, anticipeert). Zuigelingen en peuters zijn immuun, jonge kinderen van 2 tot 12 jaar zijn er het gevoeligst voor, een andere bron beweert dat reisziekte begint rond de leeftijd van 6 jaar en piekt op 9 jaar. Daarna neemt het langzaam af, en mensen ouder dan 50 jaar hebben er nog maar zelden last van. Vrouwen zijn vatbaarder dan mannen, hormonale schommelingen tijdens de zwangerschap en menstruatiecyclus verhogen de gevoeligheid. Fitte personen vertonen een verhoogde gevoeligheid.
Gemelde symptomen zijn een algemeen ongemak, misselijkheid, slap (suf) of lusteloos gevoel, braken (kokhalzen), verlies van eetlust, overmatige speekselproductie, toegenomen gevoeligheid voor geuren, bleke en klamme huid, koud zweet, warm gevoel, frequent geeuwen, slaperigheid, versnelde ademhaling (hyperventilatie), hoofdpijn, winderigheid, en boeren.
Bij voortdurende blootstelling verdwijnen de symptomen over het algemeen binnen 24 tot 72 uur.
Remedies zijn lichte maaltijden (met weinig vet en veel koolhydraten) vóór vertrek, voldoende drinken (vermijd koffie, alcohol, koolzuurhoudende en gesuikerde drankjes), niet roken, de geschiktste zitplaats kiezen (voorin in de wagen omdat men dan ziet hoe de weg verloopt en de ogen gemakkelijker op één punt kan richten waardoor minder hoofdbewegingen worden gemaakt, een neksteun voorzien, op de boot en het vliegtuig aan een venster zitten en plaatsen kiezen die het minst deining veroorzaken), reizen vermijden in turbulente omstandigheden of met slecht zicht, bewegingen van het hoofd, schouders, heupen en knieën beperken, naar de horizon staren, liggen, de ogen sluiten of slapen, afleidingen zoeken (aangename muziek en geuren), lezen vermijden in rijdende voertuigen, koele (buiten)lucht, ontspannen reizen, onderweg voldoende pauzeren, medicijnen (antihistaminica).
Op lange termijn is gewenning de meest effectieve oplossing voor reisziekte, omdat medicijnen ongewenste bijwerkingen kunnen hebben. Preventie van reisziekte is doeltreffender dan behandeling; vermijd prikkels die de symptomen op gang brengen, en pas het gedrag aan (voorbereiding, gewenning, medicijnen). Medicijnen werken het beste als ze worden ingenomen voordat de symptomen beginnen.
Tijdens twee opeenvolgende busritten (Ende - Ruteng - Labuan Bajo, 382 km) op het Indonesische eiland Flores in mei 2011, konden - enkel vrouwelijke - medereizigers hun braakneigingen niet in toom houden. Geregeld werd er door openstaande vensters en de achterdeur geurig en kleurig kotswerk langs het koetswerk het landschap in gekatapulteerd. Een blik op de kaart van Flores toont een weg die sterk gelijkt op een schier eindeloos lijkende roetsjbaan. De drukkende warmte, een binnenatmosfeer doordrongen van sigarettenrook, en hobbelige wegen die gezwind met plankgas werden bereden, zullen ook wel tot de misselijkheden hebben bijgedragen...
Zeeziekte
Tijdens een overtocht in mei 1980 op een woelige Noordzee met de veerboot tussen Oostende en Dover, speelden menige medepassagiers her en der onbedoeld hun maaginhoud kwijt. Het boordpersoneel was druk in de weer om de onaangenaam ruikende spijsverteringsproducten met emmertjes zand toe te dekken en op te ruimen. De Oud-Griekse dokter en filosoof Hippocrates van Kos zou deze vorm van bewegingsziekte - zeeziekte - als eerste hebben beschreven in de vierde of vijfde eeuw vóór Christus.
Luchtziekte
De kotszak (Engelse sickness/barf bag) bij luchtziekte werd in 1949 uitgevonden en gepatenteerd door de Amerikaanse uitvinder en ondernemer Gilmore Tilmen Schjeldahl (1912-2002), voor het toenmalige Northwest Orient Airlines (1947-1986). Met de toenemende verkoop van middelen tegen luchtziekte (merknaam Dramamine, stofnaam dimenhydrinaat, 1949) zou het gebruik van kotszakjes drastisch zijn teruggedrongen?
Kotszak-demonstructie in het ISS door de Canadese astronaut Chris Austin Hadfield (1959) tijdens Expedition 34/35 (19 december 2012 tot 13 mei 2013).
Er zijn mensen die... kotszakjes verzamelen (deze bedoeld voor gebruik aan boord van vliegtuigen en zelfs ruimtependels).
Bewegingsziekte & vermaak
”The Blair Witch Project” is een Amerikaanse psychologische griezelfilm uit 1999, die bij menige toeschouwers in filmtheaters bewegingsziekte opwekte.
Schokkerige beelden in amateurvideo’s kunnen bewegingsziekte uitlokken.
Stokdraaien. Leun met je hoofd op een stok, draai 10 keer om de stok, en probeer vervolgens een voetbal in een doel te trappen.
In pretparken wordt het evenwichtsorgaan op de proef gesteld voor vermakelijke doeleinden.
Computeranimaties van ritten op een roetsjbaan.
De Efteling in Kaatsheuvel (Nederland) biedt zulke attracties, waaronder diverse roetsjbanen (achtbanen), draaimolens, schommels, en het ronddraaiende huis Villa Volta.
Walibi Belgium in Wavre/Waver (Waals Brabant wallon) biedt gelijkaardige vermakelijkheden.
Roetsjbaan ’Kondaa’ (Walibi Belgium).
Centrifuges
Centrifuges worden gebruikt om gevechtspiloten en astronauten te trainen op grote versnellingen.
Bewegingsziekte op Volkssterrenwacht MIRA
Tijdens het bezoek van een groep mensen met een verstandelijke beperking, geraakten enkelen in paniek en het noorden kwijt toen het koepeldak boven één van de vaste spiegeltelescopen werd gedraaid.
Bronnen
Anatomie & fysiologie - Het evenwichtsorgaan, het vestibulaire orgaan (Oscar Eggen)
Opgegeven bij ChatGPT en Gemini:
What causes space sickness?
What percentage of astronauts or cosmonauts suffer from space sickness?
List all the Apollo astronauts who experienced space sickness
Which medicines are prescribed to mitigate space sickness?
Motion sickness (CDC Yellow Book 2024)
Motion sickness (National Center for Biotechnology Information)
Kinetosis - All you need to know
Geneesmiddelen-geïnduceerde draaiduizeligheid
Wagenziekte - Dit kun je ertegen doen
Dramamine - The last barf bag, YouTube-filmpje 1, YouTube-filmpje 2
Tekst: Herwig Ronsmans, december 2024