Kaliumbikarbonaatin vaikutus luuhun ja useisiin fysiologisiin järjestelmiin immobilisaation aikana (NUC)

Avaruudessa olevat astronautit kärsivät lisääntyneestä luukadosta, joka johtuu pääasiassa gravitaatiovoimien puuttumisesta. Tähän lisääntyneeseen luuston vähenemiseen liittyy korkeampi kalsiumpitoisuus virtsassa, mikä lisää munuaiskivien riskiä. Koska luiden uusiutuminen ei tapahdu nopeasti edes maan pinnalle palattuaan, astronauteilla on lisääntynyt osteoporoosin riski.

Ravitsemukselliset tekijät, kuten kalsiumin, energian ja nesteen puutteellinen saanti sekä runsas ruokasuolan saanti, vaikuttavat lisäksi negatiivisesti luuhun. Useiden tutkimusten tulokset osoittavat johdonmukaisesti happojen negatiiviset vaikutukset luuhun (lisääntynyt luun menetys). Pitkäkestoisten avaruuslentojen osalta suuri haaste on vastatoimien kehittäminen painottomuuden kielteisille luulle aiheutuville seurauksille.

Koska kaikkia vastatoimien kehittämiseen tarvittavia kokeita ei voida suorittaa avaruudessa, maan päälle on toteutettu painottomuuden simulaatiomalleja, kuten 6° pää - alas - kallistus - Bedrest (HDT - Bedrest), jotka jäljittelevät joitain painottomuuden fysiologisia olosuhteita, kuten esim. kehon alaosien purkaminen ja immobilisointi sekä nesteen siirtyminen.

Emäksiset suolat, kuten kaliumbikarbonaatti (KHCO3), osoittavat positiivisia vaikutuksia luuhun, kun niitä täydennetään postmenopausaalisille naisille. Luun vaihtuvuuden markkereihin vaikuttavien positiivisten vaikutusten lisäksi virtsan kalsiumpitoisuutta voitaisiin vähentää. Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli siis vähentää immobilisaation aiheuttamaa luun resorptiota alkalisen suolan KHCO3-lisäyksen alkalisoivan vaikutuksen kautta Head-Down-Tilt-Bedrest (HDT-Bedrest) aikana - johtava painottomuuden simulaatiomalli.

Crossover suunniteltu tutkimus koostui kahdesta yhtä pitkästä osasta (36 päivää) - 7 päivää sopeutumista, 21 päivää HDT-Bedrest, 6 päivää toipumista ja 2 päivää pitkäaikaista seurantaa. Molemmat tutkimusosat erosivat vain HDT-jaksolla, jossa yhdelle 8 terveestä, nuoresta, miehisestä osallistuvasta koehenkilöstä lisättiin päivittäin 90 mmol KHCO3:a (3 kertaa päivässä 30 mmol KHCO3 laimennettuna 200 ml:aan tablvettä, täydennettynä yhdessä pääateriat), kun taas toinen ryhmä sai vain 200 ml tab-vettä ilman lisäravinteita (vertailuryhmä).

Luunmuodostusmerkkien sekä luun resorptiomarkkerien mittaukset veressä ja virtsassa antavat käsityksen lisäravinteen vaikutuksista luun aineenvaihduntaan, kun taas verikaasuanalyysi yhdessä 24h-virtsan pH-arvojen kanssa osoittavat KHCO3:n alkalisoivaa vaikutusta. Muita fysiologisia järjestelmiä, kuten proteiini- ja lihasaineenvaihduntaa, ruumiinpainoa ja kehon koostumusta, verenkiertoa ja hermo-vestibulaarista järjestelmää tutkitaan samanaikaisesti.