Planetarisk Habitatsimulering: Knoglemetabolismeundersøgelser (PlanHab)

Risikoen for knogletab som reaktion på immobilisering og rumflyvning er almindeligt anerkendt, idet sådanne knogletab overvejende forekommer i benene. Belastningskræfterne i underekstremiteterne er typisk lave i rummet og under sengeleje, men muskuloskeletale belastningsmodforanstaltninger kan forhindre eller reducere knogletab induceret under disse forhold. Selvom den primære oprindelse kan være af mekanisk karakter, vil knogletab hos astronauter og immobiliserede patienter sandsynligvis blive moduleret af det endokrine og det indre miljø.

Knogletab og osteoporose er også udbredt hos dem med kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL). De mest diskuterede ætiologiske faktorer for denne tilstand omfatter mangel på fysisk aktivitet, D-vitaminmangel, hypogonadisme, brug af kortikosteroider og rygning. KOL er dog forbundet med vævshypoksæmi, og det er uklart, om hypoxi i sig selv vil påvirke knogleomsætning eller stofskifte.

Protokollen for det aktuelle studie standardiserer potentielle forvirrende faktorer, såsom fysisk aktivitet, omgivelsestemperatur, hypoxisk stimulus og ernæringssammensætning af kosten på tværs af alle 3 interventioner, og har til formål at udvide vores viden om virkningerne af hypoxi og sengeplads på knoglemetabolisme og fosfo. -kalkisk homeostase.

Fjorten ikke-overvægtige mænd, som ellers er raske, vil blive rekrutteret efter medicinsk og psykologisk screening. De vil blive inviteret til at deltage i det olympiske sportscenter, Planica, Slovenien ved 3 lejligheder, hvor hvert besøg varer 31 dage og er adskilt af 5 måneder. Hvert 31-dages besøg ('kampagne') inkluderer en baseline-registreringsperiode (5 dage), 21 dages intervention og en restitutionsperiode (5 dage), med et opfølgningsbesøg, der udføres 14 dage efter hver intervention. De 3 interventioner vil blive allokeret i et randomiseret, cross-over design: i) Normobarisk normoxisk sengeleje (NBR; FiO2=21%), ii) Normobarisk hypoxisk ambulatorisk indeslutning (HAMB; FiO2=14%; ~4000 m simuleret højde), og iii) Normobarisk hypoxisk sengeleje (HBR; FiO2=14%). En standardiseret, gentagen, 14-dages kostmenu, bestående af fødevarer, der almindeligvis indtages i den slovenske kost, vil blive anvendt under alle kampagner. Målrettet energiindtag vil blive beregnet individuelt ved hjælp af en modificeret Benedict-Harris-formel, med multiplikatorer for fysisk aktivitetsfaktor på 1,2 for HBR- og NBR-kampagnerne og 1,4 for HAMB-kampagnen, der bruges til at fremme energibalancen. Kropsmassen vil blive overvåget dagligt under kampagnerne ved hjælp af en båre, der indeholder vejeceller, og hele kroppens sammensætning vil blive bestemt før og umiddelbart efter hver intervention ved hjælp af blæsestråler med dobbeltemissionsrøntgenabsorptiometri. Kostens sammensætning af makronæringsstoffer vil være cirka 17 % protein, 53 % kulhydrat og 30 % fedt, med >1,1 g protein pr. kg legemsvægt dagligt, og dagligt salt (natriumchlorid) indtag er <10 g. Maden vil blive leveret i vejede portioner, og forsøgspersonerne vil blive opfordret til at spise al den mad, der leveres. Dog vil enhver mad, der ikke spises, blive vejet og den faktiske forbrugte mængde registreret i et kostanalyseprogram.

Deltagerne vil få vurderet knoglemineralindhold på 5 tidspunkter (før, 3 under og et efter hver intervention) ved hjælp af pQCT-scanninger af læggen og låret. Horisontale scanninger vil blive taget ved 4 %, 14 %, 38 % og 66 % af skinnebenet (vurderet fra dens distale ende) og ved 4 % og 33 % af lårbenet. 24 timers urinopsamlinger vil blive opnået før (2 tidspunkter), under (11 tidspunkter) og efter (3 tidspunkter) hver intervention og vil blive vurderet for urinindhold af calcium og fosfat og for en markør for knoglereabsorption (N-terminalt telopeptid). Derudover vil der tidligt om morgenen også blive taget fastende venøse blodprøver før (2 tidspunkter) og under (5 tidspunkter) hver intervention. Disse vil blive analyseret for calcium, fosfat, knoglespecifik alkalisk fosfatase, parathyroidhormon, 25-Hydroxyvitamin D, Procollagen-I-N-terminalt propeptid og regulatorer af knoglemetabolisme (Dickkopf-relateret protein 1 og Sclerostin).