惑星生息地シミュレーション: 栄養学 (PlanHab)

低地に住む個体が高地や実験室条件などの低酸素環境にさらされた場合、体重が減少することが記録されています。 この体重減少は、食欲の低下（およびその後の食事エネルギー摂取量の低下）と安静時エネルギー消費量の増加の両方に起因すると考えられています。 興味深いことに、宇宙飛行中には食欲とエネルギー摂取量の減少も報告されていますが、そのメカニズムはまだ説明されていません。 将来の惑星の生息環境内のガスは、地球の大気よりも酸素分圧が低い可能性が高いため、低酸素による食欲低下は、これらの環境に住む人々にとって課題となる可能性があります。 たとえば、持続的な過食は、特に宇宙飛行中に見られる栄養素の代謝や必要量の変化が存在する場合、必須微量栄養素の摂取不足により長期的な健康を損なう可能性があります。 さらに、主要栄養素の摂取が不十分だと、筋肉に負荷がかからない状況（微重力、運動不足、ベッド上での安静など）で起こる除脂肪組織の損失が悪化する可能性があります。 実際、歩行可能な人に見られるのと同じ食後のアミノ酸の同化効果を達成するには、筋肉の活動性が低下している状況では、通常よりも多くのタンパク質摂取が必要になる可能性があります。

低酸素状態で観察される食欲の低下のメカニズムは十分に確立されていません。 いくつかのインクレチンホルモンとアディポカインは食欲の制御に関与しており、低酸素状態で観察される食欲の変化を誘発する候補となる可能性があります。 しかし、文献の報告では、おそらく異なる実験パラダイム（低気圧と正常低酸素、活動被験者と休息被験者、低酸素の程度と持続時間のばらつき）を使用したため、矛盾した結果が報告されています。

現在の研究のプロトコールは、身体活動、周囲温度、低酸素刺激、食事の栄養組成を標準化し、低酸素と寝床が食欲とそのホルモン制御に及ぼす影響についての知識を広げることを目的としている。

微小重力と低酸素の個別の影響と複合的な影響を識別するために、医学的および心理的スクリーニング後に、それ以外は健康である正常または過体重の男性14人が募集されます。 彼らは、スロベニアのプラニツァにあるオリンピック スポーツ センターに 3 回招待され、各訪問期間は 31 日間で、5 か月の間隔が空けられます。 各 31 日間の訪問 (「キャンペーン」) には、ベースライン記録期間 (5 日間)、21 日間の介入、および回復期間 (5 日間) が含まれており、3 つの介入はランダム化されたクロスオーバー設計で割り当てられます。床上安静（NBR; FiO2=21%）、ii) 常圧低酸素歩行監禁（HAMB; FiO2=14%; 模擬高度約 4000 m）、および iii) 常圧低酸素床上安静（HBR; FiO2=14%）。 スロベニアの食事で一般的に消費される食品で構成される、標準化された繰り返しの 14 日間の食事メニューがすべてのキャンペーン中に適用され、目標エネルギー摂取量は、身体活動係数乗数 1.2 の修正ベネディクト・ハリス式を使用して個別に計算されます。 HBR キャンペーンと NBR キャンペーン、および HAMB キャンペーンの 1.4。 食物は秤量した分量で提供され、被験者には供給された食物をすべて食べることが奨励されます。 ただし、食べなかった食品の重量は測定され、実際の摂取量が食事分析プログラムに記録されます。 体重はキャンペーン中、ロードセルを組み込んだ担架を使用して毎日評価され、全身組成はファンビーム二重放射X線吸光光度計を使用して各介入の前後に測定されます。

参加者は、各介入期間の 17 日目の午前中、12 時間の絶食後の混合食事耐性テストを受けます。評価の時間はキャンペーンごとに各研究日に繰り返されます。 到着したら、参加者は病院のベッドで仰向けになり、加熱された手温めユニット（気温50〜55℃）に手を置きます。 次いで、静脈カニューレが、動脈化された静脈の血液サンプリングのために手の背側静脈に逆行的に挿入される。 15分間の休息後、血清インスリン、総コレステロール、高密度リポタンパク質（HDL）コレステロール、低密度リポタンパク質（LDL）コレステロール、アディポネクチンとレプチン、全血グルコースと乳酸、血漿を測定するために、ベースラインの空腹時血液サンプルが採取されます。カテコールアミン、グレリン、ペプチドYY（PYY）、グルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）、トリグリセリド、非エステル化脂肪酸濃度。 呼気サンプルは、13 標識二酸化炭素 (13CO2) を測定するために真空チューブに収集され、その後、被験者が着用した状態で間接熱量測定を使用して、安静時エネルギー消費量 (REE) と呼吸交換比 (RER) の 20 分間のベースライン測定が行われます。マスクを着用し、呼吸ごとに吸気と呼気の両方を測定します。 食欲の評価は、対象者に、空腹感、食べたいという欲求、満腹感、および予想される食物摂取量を、0～100mmの線形スケールに垂直のマークを付けて評価してもらうことによって行われます。 この視覚的なアナログスケールは左から右に測定され、0 は変数の経験がないことを示します（例: お腹が空いていない、何も食べられない）、そして 100 は、彼らが経験すると想像できる各変数のほとんどを示します（例： 食べたいという強い欲求、または完全に満腹）。 これら 4 つの変数の値を組み合わせて、複合食欲スコア (CAS) を計算します。 ベースライン測定が完了したら、被験者は混合栄養ミルクシェイク (Ensure Plus、Abbott Nutrition) を体重 1 kg あたり 5 ml で摂取し、これに 13-炭素標識 (13C) グルコースが補充されます (炭水化物含有量の 1%)。 動脈化された静脈血サンプルは、その後、グルコースと乳酸の評価のために 10 分ごとに採取され、血清インスリンとインクレチン ホルモンの評価のために 20 分ごとに採取されます。 REE と RER の測定は、燃料の酸化と代謝率を評価するために、その後 2 時間、30 分ごとの最後の 15 分間に実行され、後日 13CO2 測定のために排気管に呼気サンプルが収集されます。 主観的な食欲は、上記のように、視覚的アナログスケールを使用して全体を通して15分ごとに評価され、2時間の食後期間の終わりに、被験者にはパスタベースの試験食が自由に与えられ、快適に満腹と感じるまで食べるように指示される。 この食事は、調理済みの乾燥白パスタ、市販のトマトベースのパスタソース、オリーブオイル、すりおろしたハードチーズで構成され、総エネルギーの 37% が脂肪、48% が炭水化物、16% がタンパク質由来の組成となります。 食べた量は記録され、主観的な食欲評価に関連付けられます。