Los efectos de la descarga de todo el cuerpo sobre la función fisiológica

La pérdida rápida de músculo esquelético se produce en condiciones fisiológicas extremas, sobre todo en cuidados intensivos, hipoxia y durante vuelos espaciales. Se desconoce la causa de esta pérdida acelerada; sin embargo, las intervenciones destinadas a frenar el declive pueden tener efectos profundos en la calidad de vida después de la cirugía y, en términos de expedición espacial, la capacidad de completar tareas de misión crítica. Además, las metodologías actuales disponibles para medir la masa muscular esquelética total tienen limitaciones, carecen de precisión (antropometría y análisis de impedancia bioeléctrica (BIA)) o son inmóviles y costosas (absorciometría dual de rayos X (DXA) e imágenes por resonancia magnética (MRI)) .

El objetivo principal de este estudio es investigar la pérdida de músculo esquelético de todo el cuerpo inducida a través de 7 días consecutivos de inmovilización de todo el cuerpo utilizando tres métodos independientes; Absorciometría dual de rayos X (DXA), resonancia magnética nuclear (RMN) y dilución D3-Creatina (D3-cr). También se abordan una serie de objetivos secundarios, que tienen el objetivo compartido de medir el impacto de 7 días de inmovilización en HBF; 1. Adaptación muscular, neuromuscular y cardiovascular; 2. Neurofisiología, arquitectura del sueño y cognición; 3. Una gama de medidas específicas de vuelos espaciales, con el objetivo de caracterizar la intervención propuesta en este estudio (reposo en cama de flotación hiperflotante (HBF)) como un análogo alternativo en tierra para observar la respuesta fisiológica a la microgravedad.

La investigación muscular, neuromuscular y cardiovascular es realizada por el Centro de Ciencias Fisiológicas Humanas y Aeroespaciales (KCL CHAP) del King's College de Londres y abarca desde la medición del cambio en todo el cuerpo hasta la adaptación celular. La masa muscular esquelética total se medirá mediante DXA, MRI y D3-cr, así como el área transversal de un solo grupo muscular (cuádriceps) mediante ultrasonido. Se tomará una biopsia del mismo grupo muscular (cuádriceps) para investigar los cambios en la síntesis de proteínas musculares (MPS), el tamaño de las miofibras, la fuerza y ​​la relación proteína: ADN. También se medirá el rendimiento muscular, desde la producción de potencia de todo el cuerpo mediante un salto con contramovimiento, hasta la fuerza expresada por el tronco, los cuádriceps, la pantorrilla y la empuñadura. El tono muscular se medirá en tres músculos flexores y tres extensores en la pantorrilla, antebrazo y espalda baja. Los músculos de flexión plantar en la pantorrilla se evaluarán más, con propiocepción del tobillo, fuerza máxima y EMG de superficie del gastrocnemio medial. Se tomarán muestras de sangre para distinguir cambios en la inmunidad y marcadores óseos. Se medirá la altura del sujeto y se distinguirá la morfología del disco intervertebral mediante ecografía y resonancia magnética.

Las mediciones del rendimiento neuromuscular y muscular se obtendrán al mismo tiempo. La actividad eléctrica producida por los músculos esqueléticos se registrará y evaluará mediante electromiografía (EMG). Antes de probar la expresión de la fuerza del cuádriceps, también se colocarán almohadillas para estimular eléctricamente el músculo y medir la fuerza involuntaria máxima. Por último, se llevará a cabo una evaluación de cicloergómetro, donde la potencia se incrementa gradualmente y se determina la utilización aeróbica máxima (VO2max).

La investigación sobre neurofisiología, arquitectura del sueño y cognición se realizará en colaboración con el Sleep and Brain Plasticity Center (Departamento de Neuroimagen, IoPPN) y el Sleep Disorders Center en Guy's Hospital. Este estudio analizará cualquier cambio resultante en la arquitectura del sueño y la neurofisiología. También se investigará cualquier cambio estructural cognitivo o cerebral asociado, que pueda inducirse a través de 1 semana de inmovilización de todo el cuerpo.

Los procedimientos descritos están diseñados para evaluar las adaptaciones fisiológicas conocidas que ocurren como consecuencia de un entorno de microgravedad y, por lo tanto, resultan herramientas comparativas útiles a partir de las cuales se puede evaluar el modelo HBF.

Dieciséis sujetos masculinos (18-40 años) serán reclutados para realizar procedimientos de prueba antes y después de un período de control de 7 días, en el que continuarán con sus actividades habituales y se les proporcionará su ingesta total de calorías (controlada), y pre- y después de un período de descarga de 7 días, en el que se requerirá que los sujetos permanezcan en una cama de flotación de hiperflotabilidad (HBF).