生理機能に対する全身アンロードの影響

骨格筋の急速な喪失は、極端な生理学的条件、特に集中治療中、低酸素状態、および宇宙飛行中に発生します。 この加速損失の原因は不明です。ただし、衰退を遅らせることを目的とした介入は、手術後の生活の質に大きな影響を与える可能性があり、宇宙探査の用語では、ミッションクリティカルなタスクを完了する能力に影響を与える可能性があります. さらに、総骨格筋量を測定するために利用できる現在の方法論には限界があり、精度に欠ける (人体測定法および生体電気インピーダンス分析 (BIA)) か、固定的で費用がかかる (二重 X 線吸収法 (DXA) および磁気共鳴画像法 (MRI))。 .

この研究の主な目的は、3 つの独立した方法を使用して、連続 7 日間の全身固定によって誘発される全身骨格筋の損失を調査することです。デュアル X 線吸収法 (DXA)、磁気共鳴画像法 (MRI)、および D3-クレアチン希釈 (D3-cr)。 7 日間の不動化が HBF に及ぼす影響を測定するという共通の目的を持つ、多くの二次的な目的も対象とされています。 1. 筋肉、神経筋および心臓血管の適応; 2. 神経生理学、睡眠構造および認知。 3. 微小重力に対する生理学的反応を観察するための代替の地上ベースのアナログとして、この研究で提案された介入 (超浮力浮揚 (HBF) ベッドレスト) を特徴づけることを目的とした、宇宙飛行固有の一連の措置。

筋肉、神経筋、心血管の研究は、キングス カレッジ ロンドン センター オブ ヒューマン & エアロスペース フィジオロジカル サイエンス (KCL CHAPs) によって行われ、全身変化の測定から細胞適応にまで及びます。 DXA、MRI、D3-cr を使用して総骨格筋量を測定し、超音波を使用して単一の筋肉群 (大腿四頭筋) の断面積を測定します。 筋タンパク質合成 (MPS)、筋線維のサイズ、力、およびタンパク質と DNA の比率の変化を調べるために、同じ筋肉群 (大腿四頭筋) から生検を行います。 カウンタームーブメントジャンプを使用した全身のパワー出力から、体幹、大腿四頭筋、ふくらはぎ、ハンドグリップによって表される力まで、筋肉のパフォーマンスも測定されます。 筋緊張は、ふくらはぎ、前腕、および腰の 3 つの屈筋と 3 つの伸筋で測定されます。 ふくらはぎの底屈筋をさらに評価し、足首の固有感覚、最大強度、内側腓腹筋の表面筋電図を測定します。 免疫と骨マーカーの変化を区別するために、血液サンプルが採取されます。 被験者の身長が測定され、超音波と MRI を使用して椎間板の形態が識別されます。

神経筋および筋肉のパフォーマンス測定値が同時に取得されます。 骨格筋によって生成される電気的活動は、筋電図 (EMG) を使用して記録および評価されます。 テストされる大腿四頭筋の力表現の前に、筋肉が電気的に刺激され、最大の不随意力が測定されるように、パッドも配置されます。 最後に、サイクルエルゴメーターの評価が行われ、パワーが徐々に上昇し、最大の有酸素利用 (VO2max) が決定されます。

神経生理学、睡眠構造、認知の調査は、睡眠と脳の可塑性センター (神経画像部門、IoPPN) およびガイズ病院の睡眠障害センターと協力して行われます。 この研究では、睡眠構造と神経生理学におけるその後の変化を調べます。 1週間の全身固定によって誘発される可能性のある、関連する認知または脳の構造変化も調査されます。

概説された手順は、微小重力環境の結果として発生する既知の生理学的適応を評価するように設計されているため、HBF モデルを評価できる有用な比較ツールを証明します。

16 人の男性被験者 (18 ～ 40 歳) を募集して、7 日間の対照期間の前後にテスト手順を実施します。そして、7日間の荷降ろし期間の後、被験者は超浮力浮揚（HBF）ベッドにとどまる必要があります。