60 päivän pää alas kallistettu vuodetuki keinotekoisella painovoimalla ja pyöräilyharjoituksella 24 terveellä miehellä (BRACE) (BRACE)

Avaruuslennot ovat osoittaneet ihmisen avaruuteen sopeutumisen mahdollisuudet ja rajoitukset. Viimeisten 60 vuoden aikana tulokset ovat osoittaneet, että avaruusympäristö ja erityisesti mikrogravitaatio aiheuttavat muutoksia, jotka voivat vaikuttaa astronautien suorituskykyyn. Nämä fysiologiset muutokset tunnetaan nykyään paremmin: pitkäaikainen altistuminen painottomuudelle voi johtaa merkittävään luu- ja lihasmassan, voiman, sydän- ja verisuonijärjestelmän sekä sensori-motorisen kunnon heikkenemiseen, immuuni-, hormonaalisiin ja metabolisiin muutoksiin.

Lisäksi viime aikoina on tunnustettu uusi sarja fysiologisia mukautuksia ja avaruuslennon seurauksia. Itse asiassa pitkien lentojen jälkeen joillakin astronauteilla on jatkuvia oftalmologisia muutoksia, enimmäkseen hyperooppista siirtymää, näköhermon vaipan halkaisijan kasvua ja toisinaan papillaariturvotusta, jonka National Aeronautics and Space Administration (NASA) on nyt määritellyt avaruuslentoihin liittyväksi neuro-okulaariseksi oireyhtymäksi. SANS). Jotkut näistä näkömuutoksista jäävät ratkaisematta vuosia lennon jälkeen. Tämä ilmiö on todennäköisimmin ollut olemassa ihmisen avaruuslennon alusta lähtien, mutta se on vasta äskettäin tunnustettu merkittäväksi seuraukseksi sopeutumisesta mikrogravitaatioon.

Kaiken kaikkiaan avaruuslento aiheuttaa fysiologista useiden järjestelmien purkamista, mikä voi vaikuttaa astronautien tehokkuuteen ja aiheuttaa vaikeuksia heidän palaaessaan normaaliin painovoimaan. Näiden prosessien taustalla olevien mekanismien ymmärtäminen ja tehokkaiden vastatoimien kehittäminen tämän purkamisen estämiseksi, rajoittamiseksi tai kääntämiseksi ovat edelleen tärkeitä haasteita ja tärkeimpiä prioriteetteja miehitetyille avaruusohjelmille.

Avaruusjärjestöt ovat aktiivisesti mukana tutkimassa fysiologista sopeutumista avaruusympäristöön niin kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) kuin kentälläkin. Kun otetaan huomioon lentomahdollisuuksien rajallinen määrä, lennonaikaisten kokeiden suorittamiseen liittyvät vaikeudet (astronauttien toimintarajoitteet, lennon aikana käytettävien biolääketieteellisten laitteiden rajalliset mahdollisuudet), painottomuuden vaikutuksia simuloivia maanpäällisiä kokeita käytetäänkin paremmin. ymmärtää fysiologisen sopeutumisen mekanismeja, suunnitella ja validoida vastatoimenpiteet.

Mikrogravitaation simuloimiseen maan päällä käytetään erilaisia ​​menetelmiä. Kaksi lähestymistapaa, -6° pää alaspäin suunnattu sänkytuki (HDBR) ja kuiva upotus (DI) ovat kuitenkin tarjonneet mahdollisuuden pitkäaikaiseen altistumiseen, joiden löydökset ovat lähinnä painottomassa tilassa havaittuja löydöksiä. Ne aiheuttavat muutoksia kehon koostumuksessa (mukaan lukien kehon nesteiden uudelleenjakautuminen), kardiovaskulaarisissa ja luustolihasten ominaisuuksissa, jotka muistuttavat mikrogravitaation vaikutuksia. Yksi HDBR-mallin eduista on, että sitä on nyt käytetty lukuisissa tutkimuksissa kansainvälisesti ja sen vaikutuksia on kuvattu ja verrattu mikrogravitaation ja avaruuslentojen vaikutuksiin pitkään. Pitkäaikainen vuodetuki on kulta-standardi menetelmä painottomuuden vaikutusten tutkimiseen ja vastatoimien testaamiseen.

HDBR tarkoittaa nimensä mukaisesti pitkää (useista viikoista vuoteen) oleskelua makuuasennossa pään ollessa -6° alaspäin vaakatasosta. HDBR on länsimaissa yleisimmin käytetty maapohjainen simulaatio ihmiskehon painovoiman purkamiseen.

Ihmisten avaruustehtävissä tämän hetken tehokkain vastatoimi on fyysinen harjoittelu. Se on kuitenkin sekä aikaa vievää että ei täysin tyydyttävää. Yksi ratkaisu tähän on yhdistää fyysinen harjoitus keinotekoiseen painovoimaan käyttämällä lyhytvartista ihmissentrifugia (SAHC). Tässä tutkimuksessa ehdotetaan testaamaan keinotekoisen painovoiman (AG) ja pyöräilyharjoittelun yhdistävän vastatoimenpideprotokollan tehokkuutta ja verrata sitä vain pyöräilyharjoitukseen ja täydelliseen fyysisen harjoituksen puutteeseen.