24 人の健康な男性を対象に、人工重力を利用した 60 日間の頭を下に傾けたベッドレストとサイクリング運動を実施 (BRACE) (BRACE)
24人の健康な男性ボランティアを対象としたランダム化比較研究。無重力状態を模倣する地上モデルとして使用された60日間の頭を下にしてベッドレストで誘発されるコンディション低下を防ぐための遠心分離と運動の効果を評価した。
この研究の目的は、短腕人間用遠心分離機による人工重力と組み合わせたサイクリング運動が、60 日間の抗起立性ベッドレストによって引き起こされる悪影響を予防および/または軽減するのに役立つかどうかを調査することです。
第 2 の目的は、仰臥位サイクリング運動と人工重力の組み合わせが、頭を下にしたベッドレストの影響を予防または軽減する上で、同じ仰臥位サイクリング運動単独よりも効果的であるかどうかを調査することです。
24 人の健康な成人男性を対象とした、無作為化された 60 日間のベッド上安静研究では、次の 2 つの目的が実施されます。
- 14 の科学的プロトコルにより、心血管系、代謝系、筋骨格系、神経感覚系、血液系、免疫系の変化が評価されます。
- 上述のシステムでは、2 つの対策プロトコルの潜在的な有益な効果の比較も、科学的プロトコルとベッドレスト標準測定 (BSM) によって調査されます。
調査の概要
詳細な説明
宇宙飛行は、人間の宇宙への適応の可能性と限界を示しました。 過去 60 年間、宇宙環境と特に微小重力が宇宙飛行士のパフォーマンスに影響を与える可能性のある変化を引き起こすことが研究結果で示されています。 これらの生理学的変化は現在ではよく知られています。無重力状態に長期間さらされると、骨と筋肉量、筋力の大幅な減少、心臓血管と感覚運動の低下、免疫、ホルモン、代謝の変化が起こる可能性があります。
さらに、最近、宇宙飛行の一連の生理学的適応とその影響が認められています。 実際、長時間の飛行の後、一部の宇宙飛行士は持続的な眼科的変化、主に遠視の変化、視神経鞘の直径の増加、そして時折乳頭状浮腫を呈するが、現在アメリカ航空宇宙局 (NASA) によって宇宙飛行関連神経眼症候群として定義されている(サンズ）。 これらの視力変化の一部は、飛行後何年も解決されないままになります。 この現象は人類の宇宙飛行が始まった頃から存在していた可能性が高いですが、微小重力への適応の主な結果として認識され始めたのはつい最近のことです。
全体として、宇宙飛行は生理学的マルチシステムのコンディション低下を引き起こし、宇宙飛行士の効率に影響を与え、通常の重力に戻る際に困難を引き起こす可能性があります。 これらのプロセスの根底にあるメカニズムを理解し、この状態低下を防止、制限、または逆転させるための効率的な対策を開発することは、有人宇宙計画にとって依然として重要な課題であり、主要な優先事項です。
宇宙機関は、国際宇宙ステーション (ISS) 内だけでなく地上での研究を通じて、宇宙環境への生理学的適応の研究に積極的に取り組んでいます。 実際、限られた飛行機会、飛行中の実験の実施に関連する困難（宇宙飛行士の操作上の制約、飛行中の生物医学的装置の能力の制限）を考慮すると、無重力状態の影響をシミュレートする地上実験は、より良い目的で使用されます。生理学的適応のメカニズムを理解し、対策を設計し、検証します。
地球上の微小重力をシミュレートするには、さまざまな方法が使用されます。 しかし、-6°の頭を下にしてベッドレスト（HDBR）と乾式浸漬（DI）という 2 つのアプローチにより、無重力状態で見られるものに最も近い結果が得られる長期曝露の可能性が得られました。 これらは、微小重力の影響に似た、身体組成（体液の再分布を含む）、心血管および骨格筋の特性に変化を引き起こします。 HDBR モデルの利点の 1 つは、HDBR モデルが現在国際的に多くの研究で使用されており、その効果が長い間説明され、微小重力や宇宙飛行の効果と比較されてきたことです。 長期のベッドレストは、無重力状態の影響を研究し、対策をテストするための最も標準的な方法です。
HDBR は、その名前が示すように、頭を水平面から -6°下に傾けた仰臥位での長期間 (数週間から 1 年) の滞在を意味します。 HDBR は、西側諸国で人体の重力降下を行う地上ベースのシミュレーションとして最も頻繁に使用されています。
有人宇宙ミッション中、現時点で最も効果的な対策は運動です。 ただし、時間がかかり、完全に満足のいくものではありません。 この解決策の 1 つは、短腕人間用遠心分離機 (SAHC) を使用して、身体運動と人工重力を組み合わせることです。 この研究では、人工重力 (AG) とサイクリング運動を組み合わせた対策プロトコルの有効性をテストし、サイクリング運動のみと、運動を完全に欠如した場合と比較することを提案しています。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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France
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Toulouse、France、フランス、31400
- MEDES-Institut de Médecine et Physiologie Spatiale
-
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 健康な男性ボランティア（選択訪問時に実施される医学的検査および臨床検査の説明は以下を参照）
- 20歳から45歳まで
- BMI (体重 kg/身長 m2) が 20 ～ 27 kg/m2 で、過体重や過度の痩せがないこと
- 身長 158 ～ 190 cm
- 包括的な臨床評価（詳細な病歴と完全な健康診断）によって健康であると認定されている：特に、慢性疾患、急性感染症、心血管疾患、神経疾患、耳、鼻、喉（特に起立性低血圧および前庭障害）に罹患していないこと。 ）、整形外科または筋骨格系疾患
- 良好なメンタルヘルス: 極限環境の専門家によるテストと心理面接が実施されます。
- フィットネスレベルの評価: 35 mL/min/kg < VO2max < 55 mL/min/kg
- 非積極的喫煙者
- アルコールや薬物依存はなく、治療も受けていない
- 健康保険制度が適用される
- 情報に関する同意書に署名したこと
- 研究中は一切関与しない
除外基準:
- 臨床的に関連する心血管疾患、神経疾患、または耳、鼻、喉の疾患、慢性疾患の病歴または存在。あらゆる急性感染症。 特に：
- 血圧の低下に関わらず症候性起立性低血圧、または仰臥位から立位に変えたときに3分以内に収縮期血圧が20 mmHg以上低下することで定義される無症候性起立性低血圧、
- 心臓の調律障害、
- 高血圧、
- 慢性的な腰痛、
- 脊椎骨折、側弯症、または椎間板ヘルニア、
- 緑内障、
- 自己申告による聴覚障害、
- 前庭障害
- 片頭痛の歴史、
- 食道裂孔ヘルニアまたは胃食道逆流症の病歴、
- 甲状腺機能障害、腎結石、糖尿病、
- 頭部外傷の病歴、
- 下肢エコードップラーの異常な結果、
- あらゆる種類の遺伝性の筋肉および骨疾患の病歴、
- 血栓静脈炎の過去の記録、血栓症の家族歴、または血栓症スクリーニング手順での陽性反応（抗トロンビンIII、Sタンパク質、Cタンパク質、第V因子ライデン変異およびプロトロンビン遺伝子の変異20210）、
- 骨密度: T スコア ≤ -1.5、
- 採血に対する耐性が低い、
- 実験開始前8週間以内に全血（7mL/kg以上）を投与したことがある、または過去1年間に全血を2回以上投与したことがある。
- 重大なアレルギー歴、特に皮膚アレルギーや食物アレルギーがない、
- 生物学的分析で重大な異常が検出され、
- 以下の検査のいずれかに対する陽性反応: A 型肝炎免疫グロブリン、B 型肝炎抗原、抗 C 型肝炎抗体、抗ヒト免疫不全ウイルス 1+2 抗体、
- ベジタリアンでもビーガンでも、
- 主治医に連絡する許可を拒否する、
- 治験責任医師の判断で、治験中に従わない可能性が高い、または言語の問題または精神発達不良のために協力できない可能性がある被験者、
- すでに臨床研究に参加している、または除外期間中の被験者、
- 研究被験者として12ヶ月以内に4500ユーロ以上を受け取った被験者、
- 緊急時に連絡が取れない対象者、
- 両膝を負傷した被験者
- MRIの禁忌
- 既往歴または活動性の閉所恐怖症
- 骨接合材料、金属インプラントの存在、またはその他の MRI の禁忌
- フランスの法律に基づく社会的弱者 (L1121-5 から L1121-8):
- 行政または司法の決定によって自由を剥奪された人
- 非自発的に精神科治療を受けている人
- 研究以外の目的で保健施設または社会施設に入院している人
- 未成年者
- 法的保護の対象となる成人（後見または信託の対象）、または同意を表明できない成人
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：コントロールグループ
対照群は、頭を下に傾ける段階ではいかなる対策プログラムも受けません。
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60日間は常に頭を下に傾けてベッド上で厳密に安静にする。
対策プログラムは実行されません。
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実験的：人工重力とスパインバイク
このグループのボランティアは、頭を下に傾ける段階で対策演習を受けます。 7日中6日間、彼らはショートアーム遠心分離機で生成される人工重力と組み合わせたサパインバイク（増分ステップ）で30分間のエクササイズを実行します。 |
60日間は常に頭を下に傾けてベッド上で厳密に安静にする。 エクササイズは、VO2max の 40% で 5 分間開始し、続いて 2 分間の高強度および低強度のインターバルを 20 分間続けます。 2 分間の高強度インターバルは、VO2max 65%、VO2max 70%、VO2max 80%、VO2max 80%、VO2max 70%、VO2max 65% です。 2 分間の低強度インターバルは VO2max の 40% です。 VO2max の 40% で 3 分間行うとエクササイズが終了します。 VO2max は、各ボランティアの仰臥位で測定されます。 仰臥位バイク運動は、ショートアーム遠心分離機を回転させて実行されます。 ボランティアはペダルを漕ぎ始め、遠心分離機は個人の閾値よりも低い 0.15 Gz で始動します。 その後 4 分ごとに、サイクル エルゴメーターのインターバル強度の上昇と同期して、AG が 0.15 Gz ずつ増加します。 AG は許容レベルの 70 % までしか増加しません。 その後、30 分間の運動が完了するまで、4 分ごとに 0.15 Gz ずつ減少します。 |
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実験的：サパインバイク
このグループのボランティアは、頭を下に傾ける段階で対策演習を受けます。 7 日間のうち 6 日間は、サパインバイクで 30 分間のエクササイズ (増分ステップ) を行います。 |
60日間は常に頭を下に傾けてベッド上で厳密に安静にする。 エクササイズは、VO2max の 40% で 5 分間開始し、続いて 2 分間の高強度および低強度のインターバルを 20 分間続けます。 2 分間の高強度インターバルは、VO2max 65%、VO2max 70%、VO2max 80%、VO2max 80%、VO2max 70%、VO2max 65% です。 2 分間の低強度インターバルは VO2max の 40% です。 VO2max の 40% で 3 分間行うとエクササイズが終了します。 VO2max は、各ボランティアの仰臥位で測定されます。 |
この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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起立耐力の変化
時間枠：ベースライン時と回復初日
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起立耐力は、下半身陰圧テスト (LBNP テスト) と組み合わせた傾斜テスト中に評価されます。
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ベースライン時と回復初日
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血漿量の変化
時間枠：10週目のベースラインおよび頭下傾斜段階の終了時
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血漿量（L）は一酸化炭素再呼吸法により評価されます。
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10週目のベースラインおよび頭下傾斜段階の終了時
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血清骨形成マーカーの変化
時間枠：ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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骨特異的アルカリホスファターゼ (bAP、μg/L) およびプロコラーゲン I 型 N 末端プロペプチド (P1NP、μg/L) の変化は、化学発光イムノアッセイによって評価されます。
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ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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血清骨吸収マーカーの変化
時間枠：ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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I 型コラーゲンの C 末端架橋テロペプチド (CTx、pmol/L) および I 型コラーゲンの N 末端架橋テロペプチド (NTX、pmol/L) の変化は、化学発光イムノアッセイによって評価されます。
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ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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安静時代謝率 (RMR) の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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RMR は間接熱量測定法によって測定されます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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窒素バランスの変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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窒素バランスは、窒素入力から窒素出力を差し引いた尺度です。
窒素摂取量は栄養ソフトウェアで計算されます。
24 時間の尿採取で測定されたタンパク質の酸化により、窒素排出量が推定されます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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二重エネルギー X 線吸収測定法 (DEXA) によって測定された脂肪および除脂肪体重の変化
時間枠：ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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二重エネルギー X 線吸光光度計は、脂肪 (g) と除脂肪体重 (g) を評価するための標準的な臨床技術です。
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ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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歩行バランスの変化
時間枠：ベースライン時と10週目の回復時
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機能的可動性テスト（座ったり歩いたり、目を閉じたり開いたりしたときのかかとからつま先までのステップなど）により、歩行バランスを評価します。
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ベースライン時と10週目の回復時
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ジャンプ性能の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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ジャンプのパフォーマンスは台上で評価され、ジャンプの高さが評価されます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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立ちバランスの変化
時間枠：ベースライン時と10週目の回復時
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立位バランスは、厚さ 12 cm の中密度フォームで覆われたプラットフォーム上で目を開けた状態と閉じた状態の姿勢撮影によって評価されます。
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ベースライン時と10週目の回復時
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脚の筋肉量と脂肪の変化
時間枠：ベースライン時と10週目の回復時
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下肢の MRI は、筋肉組織の萎縮の程度と脂肪含有量の変化を評価します。
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ベースライン時と10週目の回復時
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骨密度の変化 (DEXA および高解像度末梢コンピュータ断層撮影 (HR-pQCT) による)
時間枠：ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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骨密度は、DEXA では腰椎および股関節レベルで、HR-pQCT では脛骨および橈骨レベルで測定されます。
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ベースラインから2年目の研究へのボランティアの参加終了まで
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視神経線維の太さの変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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視神経線維の太さは光干渉断層計（OCT）によって測定されます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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眼圧（IOP）の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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眼圧は空気眼圧計で測定されます
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ベースライン時と12週目の回復時
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視力の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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遠方視力と近方視力は未矯正で検査されるか、該当する場合はデジタル視力システムによる独自の矯正が行われます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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視野の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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標準的な自動視野測定によって測定された視野
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ベースライン時と12週目の回復時
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目の解剖学的特徴の変化 (光学的生体測定)
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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部分コヒーレンス干渉法により測定される光学的生体測定
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ベースライン時と12週目の回復時
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角膜中心部の厚さの変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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超音波厚測定法により測定される角膜上の単一点の角膜中心厚
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ベースライン時と12週目の回復時
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無散瞳眼底網膜検査による網膜の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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無散瞳眼底網膜検査では、眼底写真を撮影できるため、乳頭、網膜血管、黄斑のカラー画像が得られます。
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ベースライン時と12週目の回復時
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角膜の形状の変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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角膜トポグラフィー装置（Pentacam など）によって測定される角膜トポグラフィー。
立面トポグラフィーにより、角膜の前面および後面のマッピングが可能になります。
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ベースライン時と12週目の回復時
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乗り物酔いしやすさの変化
時間枠：ベースライン時と12週目の回復時
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乗り物酔い感受性アンケートの短い形式 (MSSQ-Short) によって評価されます。
MSSQ-Short スコアの範囲は最小値 0 から最大値 54 までですが、最大値になる可能性はほとんどありません。
スコアが高いほど乗り物酔いしやすいことを意味します
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ベースライン時と12週目の回復時
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心臓および橈側領域への体液シフト分布の変化
時間枠：ベースライン時および1年目まで
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心臓および橈側領域における体液移動の影響は、超音波によって左右の頸静脈容積 (mL) および左心室の拡張期/収縮期容積 (mL) を定量化することによって評価されます。
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ベースライン時および1年目まで
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気分の変化
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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気分の変化は、気分状態プロファイル (POMS) アンケートを使用して評価されます。 POMS アンケートでは、気分を 6 つの尺度で測定します。 緊張/不安、抑うつ、怒り/敵意 活力、疲労、混乱 総気分障害 (TMD) スコアは、負の下位尺度 (緊張、抑うつ、疲労、混乱、怒り) の合計を合計し、次に負のサブスケールの合計を減算することによって計算されます。ポジティブなサブスケール（活力/自尊心関連の感情）。 |
ベースライン時および12週目まで
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感情状態の変化
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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ポジティブおよびネガティブなスケジュール (PANAS) アンケートは、ポジティブおよびネガティブな感情状態の強度を評価するために使用されます。 PANAS の自己申告アンケートは、ポジティブな影響とネガティブな影響の両方を測定する 2 つの 10 項目スケールで構成されています。 各項目は、指定された期間内に影響がどの程度生じたかを測定するために、1 = まったくないから 5 = 非常にまでの 5 段階のリッカート スケールで評価されます。 肯定的な影響: スコアは 10 ～ 50 の範囲であり、スコアが高いほど肯定的な影響のレベルが高いことを表します。 否定的な影響: スコアは 10 ～ 50 の範囲であり、スコアが高いほど否定的な影響のレベルが高いことを表します。 |
ベースライン時および12週目まで
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睡眠の質の変化
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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Pittsburgh Sleep Dairy (PghSD) は、知覚される睡眠の質を評価するために使用されます。 PghSD は、就寝時と起床時に完了する個別のコンポーネントを備えた機器です。 次のパラメータが登録または評価されます。 就寝時間、起床時間、睡眠潜時、入眠後の覚醒、総睡眠時間、起床モード、睡眠の質、気分、起床時の注意力の評価、昼寝、運動、食事、カフェイン、タバコ、薬に関する日中の情報使用。 |
ベースライン時および12週目まで
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心理状態の変化：メンタルヘルス
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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General Health Questionnaire-28 (GHQ-28) は、心理的健康状態を評価し、苦痛を把握するために使用されます。 GHQ-28 は全体の合計スコアと 4 つのサブスケールの 4 つのスコアを示します。 身体症状、不安/不眠症、社会的機能不全、重度のうつ病。 スコアが高いほど苦痛のレベルが高いことを示します |
ベースライン時および12週目まで
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主観的な睡眠の質の変化の測定
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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主観的な睡眠の質の変化は、毎週 1 日 (就寝時間) 2 回、カロリンスカ眠気スケール (KSS) を使用して測定されます。
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ベースライン時および12週目まで
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ピーク有酸素パワーの変化（VO2maxテスト）
時間枠：10週目のベースラインおよび頭下傾斜フェーズの終了時
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運動能力は、疲れ果てるまで座ったエルゴメーターで段階的にサイクリングすることによって評価されます。
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10週目のベースラインおよび頭下傾斜フェーズの終了時
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筋力の変化
時間枠：ベースライン時と10週目の回復時
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筋力は、片脚の膝伸筋と屈筋、底屈筋、背屈筋の等尺性最大随意収縮から評価されます。
等尺性トルクは Nm 単位で測定されます。
3 回の最大試技のうちのピークが強度測定のために記録されます。
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ベースライン時と10週目の回復時
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
|---|---|---|
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脊椎骨髄脂肪率の変化。
時間枠：ベースライン時および1年目まで
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これは、特に水分と脂肪の信号を測定し、それぞれの含有量を計算する MR スキャン シーケンスを使用して実行されます。
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ベースライン時および1年目まで
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ミオキニンの変化。
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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質量分析は、筋生検、微量透析および血清から得られたタンパク質に対して実行されます。
生成されたペプチドは、高分解能質量ショットガン質量分析法を使用して分析されます。
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ベースライン時および12週目まで
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脳の構造の変化
時間枠：ベースライン時および12週目まで
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頭を下にしてベッドレストに関連する脳の構造的変化と機能的変化の両方が、3 テスラ MRI によって検査されます。
イメージング シーケンス パラメータは、対象の効果に対する感度を最大化するように選択されます。
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ベースライン時および12週目まで
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頸動脈および大腿動脈における脈波伝播速度の変化
時間枠：ベースライン時および1年目まで
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頸動脈および大腿動脈の脈波速度の変化は、非侵襲的な超音波測定によって評価されます。
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ベースライン時および1年目まで
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者：Rebecca Billette de Villemeur、MEDES - Institut de Médecine et Physiologie Spatiale
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。