Simulación de hábitat planetario: estudios de nutrición (PlanHab)

Se ha documentado una pérdida de peso corporal en individuos que viven en tierras bajas cuando se exponen a ambientes hipóxicos, como en altitudes elevadas o en condiciones de laboratorio. Esta pérdida de peso se ha atribuido tanto a una reducción del apetito (y la subsiguiente caída en la ingesta de energía alimentaria) como a un aumento en el gasto energético en reposo. Curiosamente, también se ha informado una reducción en el apetito y la ingesta de energía durante los vuelos espaciales, aunque no se ha explicado el mecanismo de esto. Como es probable que el gas dentro de los futuros hábitats planetarios tenga una presión parcial de oxígeno más baja que en el aire atmosférico de la Tierra, la reducción del apetito inducida por la hipoxia podría representar un desafío para las personas en estos entornos. Por ejemplo, una alimentación insuficiente persistente podría comprometer la salud a largo plazo debido a la ingesta inadecuada de micronutrientes esenciales, especialmente en presencia de alteraciones en el metabolismo y los requisitos de nutrientes observados durante los vuelos espaciales. Además, la ingesta inadecuada de macronutrientes podría exacerbar la pérdida de tejido corporal magro que se produce en situaciones (como la microgravedad, la inactividad y el reposo en cama) en las que los músculos están descargados. De hecho, podría ser necesaria una ingesta de proteínas superior a la normal en situaciones en las que hay inactividad muscular, para lograr el mismo efecto anabólico posprandial de los aminoácidos observado en individuos ambulatorios.

El mecanismo de la reducción del apetito observado en la hipoxia no está bien establecido. Varias hormonas incretinas y adipocinas se han implicado en el control del apetito y pueden ser candidatas para inducir esta alteración del apetito observada en la hipoxia. Sin embargo, los reportes en la literatura presentan hallazgos contradictorios, quizás debido al uso de diferentes paradigmas experimentales (hipoxia hipobárica y normobárica, sujetos activos y en reposo, variabilidad en el grado y duración de la hipoxia).

El protocolo del presente estudio estandariza la actividad física, la temperatura ambiente, el estímulo hipóxico y la composición nutricional de la dieta, y pretende ampliar nuestro conocimiento sobre los efectos de la hipoxia y el reposo en cama sobre el apetito y su control hormonal.

Con el fin de discernir los efectos separados y combinados de la microgravedad y la hipoxia, se reclutarán catorce hombres normales o con sobrepeso, que por lo demás están sanos, después de un examen médico y psicológico. Serán invitados a asistir al Centro Deportivo Olímpico, Planica, Eslovenia en 3 ocasiones, cada visita tendrá una duración de 31 días y estará separada por 5 meses. Cada visita de 31 días ("campaña") incluye un período de registro inicial (5 días), 21 días de intervención y un período de recuperación (5 días), con las 3 intervenciones asignadas en un diseño cruzado aleatorio: i) Normobárico normóxico reposo en cama (NBR; FiO2=21%), ii) confinamiento ambulatorio hipóxico normobárico (HAMB; FiO2=14%; ~4000 m de altitud simulada), y iii) reposo en cama hipóxico normobárico (HBR; FiO2=14%). Durante todas las campañas se aplicará un menú dietético estandarizado y repetitivo de 14 días, compuesto por alimentos comúnmente consumidos en la dieta eslovena, y las ingestas de energía objetivo se calcularán individualmente utilizando una fórmula modificada de Benedict-Harris con multiplicadores del factor de actividad física de 1,2 para las campañas HBR y NBR y 1,4 para la campaña HAMB. Los alimentos se proporcionarán en porciones pesadas y se alentará a los sujetos a comer todos los alimentos suministrados. Sin embargo, cualquier alimento no consumido se pesará y la cantidad real consumida se registrará en un programa de análisis de la dieta. La masa corporal se evaluará diariamente durante las campañas mediante una camilla que incorpora células de carga, y la composición corporal total se determinará antes e inmediatamente después de cada intervención mediante absorciometría de rayos X de doble emisión fan beam.

Los participantes se someterán a una prueba de tolerancia a comidas mixtas antes y el día 17 de cada período de intervención, por la mañana, después de un ayuno de 12 horas, con el tiempo de evaluación replicado en cada día de estudio en cada campaña. A su llegada, los participantes descansarán en posición supina en una cama de hospital y colocarán su mano en una unidad calentadora de manos (temperatura del aire 50-55oC). A continuación, se insertará una cánula intravenosa retrógrada en una vena dorsal de la mano para obtener muestras de sangre venosa arterializada. Después de 15 minutos de descanso, se tomará una muestra de sangre en ayunas de referencia para la determinación de insulina sérica, colesterol total, colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL), colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL), adiponectina y leptina, glucosa y lactato en sangre total y plasma. catecolaminas, grelina, péptido YY (PYY), péptido similar al glucagón-1 (GLP-1), triglicéridos y concentración de ácidos grasos no esterificados. Se recolectará una muestra de aliento espirado en tubos de vacío para la determinación de dióxido de carbono (13CO2) marcado con 13 etiquetas, y luego se realizará una medición de referencia de 20 minutos del gasto de energía en reposo (REE) y la tasa de intercambio respiratorio (RER) usando calorimetría indirecta, con sujetos usando una máscara, y tanto el aire inspirado como el espirado se miden en cada respiración. La evaluación del apetito se realizará pidiendo a los sujetos que califiquen su hambre, deseo de comer, saciedad y su posible ingesta de alimentos, colocando una marca vertical en una escala lineal de 0-100 mm. Esta escala analógica visual se medirá de izquierda a derecha, donde 0 indica que no se tiene experiencia con la variable (p. no tiene hambre, no puede comer nada) y 100 indica la mayor cantidad de cada variable que pueden imaginar experimentar (p. intenso deseo de comer, o completamente lleno). Los valores de estas 4 variables se combinarán para calcular una puntuación combinada de apetito (CAS). Una vez que se hayan completado las mediciones de referencia, los sujetos consumirán un batido de nutrientes mixtos (Ensure Plus, Abbott Nutrition) a razón de 5 ml/kg de peso corporal, que se complementará (al 1 % del contenido de carbohidratos) con glucosa marcada con 13 carbonos (13C). Posteriormente se tomarán muestras de sangre venosa arterializada cada 10 min para valoración de glucosa y lactato, y cada 20 min para valoración de insulina sérica e incretinas. Se realizará una medición de REE y RER en los últimos 15 minutos de cada período de 30 minutos durante las siguientes 2 horas para evaluar la oxidación del combustible y la tasa metabólica, y se recolectará una muestra de aliento espirado en tubos de vacío para la determinación de 13CO2 en una fecha posterior. El apetito subjetivo se evaluará cada 15 minutos utilizando escalas analógicas visuales, como se describe anteriormente, y al final del período posprandial de 2 horas, los sujetos recibirán una comida de prueba a base de pasta ad libitum y se les indicará que coman hasta que se sientan satisfechos. Esta comida estará compuesta por pasta blanca seca cocida, salsa para pasta a base de tomate disponible comercialmente, aceite de oliva y queso duro rallado, con una composición de 37% de energía total derivada de grasa, 48% de carbohidratos y 16% de proteína. La cantidad ingerida se registrará y se relacionará con las calificaciones subjetivas del apetito.