Het effect van kaliumbicarbonaat op bot en verschillende fysiologische systemen tijdens immobilisatie (NUC)

Astronauten in de ruimte hebben last van een verhoogd botverlies wat vooral te maken heeft met de afwezigheid van zwaartekrachten. Deze verhoogde botafbraak gaat gepaard met een hogere calciumconcentratie in de urine en verhoogt in dit opzicht het risico op nierstenen. Vanwege het feit dat de regeneratie van botten niet snel plaatsvindt, zelfs na terugkeer op aarde, lopen astronauten een verhoogd risico op osteoporose.

Voedingsfactoren zoals een gebrekkige inname van calcium, energie en vocht en de overvloedige inname van tafelzout hebben bijkomende negatieve effecten op de botten. Resultaten van verschillende onderzoeken tonen consequent de negatieve effecten van zuren op bot aan (verhoogd botverlies). Met betrekking tot ruimtemissies van langere duur is een grote uitdaging het ontwikkelen van tegenmaatregelen voor de negatieve gevolgen van gewichtloosheid op botten.

Aangezien niet alle benodigde experimenten voor de ontwikkeling van tegenmaatregelen in de ruimte kunnen worden uitgevoerd, zijn er op aarde simulatiemodellen van gewichtloosheid zoals 6° Head-Down-Tilt-Bedrest (HDT-Bedrest) geïmplementeerd, die sommige fysiologische omstandigheden van gewichtloosheid nabootsen, zoals ontlasten en immobiliseren van de onderste delen van het lichaam en de vloeistofverplaatsing.

Alkalische zouten, zoals kaliumbicarbonaat (KHCO3), hebben een positief effect op de botten wanneer ze worden toegediend aan postmenopauzale vrouwen. Afgezien van de positieve effecten op markers van botomzetting, kan de calciumconcentratie in de urine worden verlaagd. Het belangrijkste doel van de huidige studie was dus om de door immobilisatie geïnduceerde botresorptie te verminderen door een alkaliserend effect van de suppletie van het alkalische zout KHCO3 tijdens Head-Down-Tilt-Bedrest (HDT-Bedrest) - een toonaangevend simulatiemodel van gewichtloosheid.

De cross-over studie bestond uit twee even lange delen (36 dagen): 7 dagen aanpassing, 21 dagen HDT-bedrust, 6 dagen herstel en 2 dagen langdurige follow-up. Beide studiedelen verschilden alleen in de HDT-periode, waarbij één groep van de 8 gezonde, jonge, mannelijke deelnemende proefpersonen dagelijks werd aangevuld met 90 mmol KHCO3 (3 maal daags 30 mmol KHCO3 verdund in 200 ml kraantjeswater, aangevuld met de hoofdmaaltijden), terwijl de andere groep slechts 200 ml kraantjeswater kreeg zonder enige suppletie (controlegroep).

De metingen van zowel botvormingsmarkers als botresorptiemarkers in bloed en urine geven inzicht in de invloed van de suppletie op de botstofwisseling, terwijl bloedgasanalyse samen met de pH-waarden van de 24-uurs urine wijzen op de alkaliserende effecten van KHCO3. Andere fysiologische systemen zoals eiwit- en spiermetabolisme, lichaamsgewicht en lichaamssamenstelling, bloedsomloop en het neurovestibulaire systeem worden gelijktijdig onderzocht.