Az egész test tehermentesítésének hatásai a fiziológiai működésre

A vázizomzat gyors elvesztése szélsőséges fiziológiás körülmények között fordul elő, leginkább az intenzív osztályon, hipoxián és űrrepülés során. Ennek a felgyorsult veszteségnek az oka ismeretlen; a csökkenés lassítását célzó beavatkozások azonban mélyreható hatást gyakorolhatnak a műtét utáni életminőségre, és űrexpedíciók szempontjából a kritikus feladatok elvégzésének képességére. Ezenkívül a teljes vázizomtömeg mérésére rendelkezésre álló jelenlegi módszerek korlátozottak, nem pontosak (antropometria és bioelektromos impedancia analízis (BIA)), vagy mozdulatlanok és költségesek (kettős röntgenabszorpciós mérés (DXA) és mágneses rezonancia képalkotás (MRI)). .

A tanulmány elsődleges célja a 7 egymást követő napon át tartó teljes test immobilizálása által kiváltott teljes test vázizom-veszteségének vizsgálata három független módszerrel; kettős röntgenabszorptiometria (DXA), mágneses rezonancia képalkotás (MRI) és D3-kreatin hígítás (D3-cr). Számos másodlagos cél is megcélzott, amelyek közös célja a 7 napos immobilizáció HBF-re gyakorolt ​​hatásának mérése; 1. Izom-, neuromuszkuláris és kardiovaszkuláris adaptáció; 2. Neurofiziológia, alvás architektúra és megismerés; 3. Egy sor űrrepülés-specifikus intézkedés, amelyek célja a jelen tanulmányban javasolt beavatkozás (hiper-úszóképességű lebegés (HBF) ágynyugalom) jellemzése, mint alternatív földi analóg a mikrogravitációra adott fiziológiai válasz megfigyelésére.

Az izom-, neuromuszkuláris és kardiovaszkuláris kutatást a King's College London Center of Human & Aerospace Physiological Sciences (KCL CHAPs) végzi, és az egész test változásának mérésétől a sejtes adaptációig terjed. A teljes vázizomtömeget DXA, MRI és D3-cr segítségével, valamint egyetlen izomcsoport (négyfejű) keresztmetszeti területét ultrahanggal mérjük. Ugyanabból az izomcsoportból (négyfejű izomból) biopsziát vesznek az izomfehérje szintézis (MPS), a myofibrus méret, az erő és a fehérje: DNS arány változásainak vizsgálata céljából. Az izomteljesítményt is mérik, a teljes test teljesítményétől az ellenmozgásos ugrás segítségével a törzs, a négyfejű izom, a vádli és a kézi fogantyú által kifejezett erőig. Az izomtónust három hajlító és három feszítő izomban mérik a vádliban, az alkarban és a hát alsó részén. A vádli plantarflexiós izmait tovább értékeljük, a boka propriocepcióját, a maximális erőt és a medialis gastrocnemius felszíni EMG-jét mérjük. Vérmintákat vesznek az immunitás és a csontmarkerek változásainak megkülönböztetése érdekében. Ultrahang és MRI segítségével megmérik az alany magasságát, és megkülönböztetik a csigolyaközi porckorong morfológiáját.

A neuromuszkuláris és az izomteljesítmény mérése egyidejűleg történik. A vázizmok által termelt elektromos aktivitást rögzítik és elektromiográfiával (EMG) értékelik. A tesztelt négyfejű izom erőkifejezése előtt a párnákat is elhelyezik az izom elektromos stimulálásához és a maximális akaratlan erő méréséhez. Végül egy ciklusergométer értékelésre kerül sor, ahol a teljesítményt fokozatosan növelik, és meghatározzák a maximális aerob kihasználást (VO2max).

A neurofiziológia, az alvási architektúra és a kogníciós vizsgálat az Alvás és Agy Plaszticitási Központjával (IoPPN Neuroimaging Osztály) és a Guy's Hospital alvászavarokkal foglalkozó központjával együttműködésben valósul meg. Ez a tanulmány megvizsgálja az alvás szerkezetében és a neurofiziológiában bekövetkező változásokat. Minden kapcsolódó kognitív vagy agyi strukturális változást is megvizsgálnak, amely 1 hetes teljes test immobilizációval indukálható.

A felvázolt eljárások a mikrogravitációs környezet következtében fellépő ismert fiziológiai adaptációk felmérésére szolgálnak, így hasznos összehasonlító eszközöknek bizonyulnak, amelyek alapján a HBF modell értékelhető.

Tizenhat (18-40 éves) férfi alanyt vesznek fel, hogy a 7 napos kontrollidőszak előtt és után vizsgálati eljárásokat végezzenek, ahol folytatják szokásos tevékenységeiket, és megkapják teljes (kontrollált) kalóriabevitelüket, valamint és egy 7 napos kirakodási időszak után, amikor az alanyoknak hiper-úszóképességű flotációs (HBF) ágyon kell maradniuk.