Wpływ wodorowęglanu potasu na kości i kilka systemów fizjologicznych podczas unieruchomienia (NUC)

Astronauci w kosmosie cierpią na zwiększoną utratę kości, co jest głównie związane z brakiem sił grawitacyjnych. Tej zwiększonej redukcji kości towarzyszy wyższe stężenie wapnia w moczu iw związku z tym zwiększa ryzyko wystąpienia kamieni nerkowych. Ze względu na to, że nawet po powrocie na Ziemię regeneracja kości nie następuje szybko, astronauci są narażeni na zwiększone ryzyko osteoporozy.

Czynniki żywieniowe, takie jak niedobór wapnia, energii i płynów oraz obfite spożycie soli kuchennej, mają dodatkowy negatywny wpływ na kości. Wyniki kilku badań konsekwentnie wskazują na negatywny wpływ kwasów na kości (zwiększona utrata masy kostnej). W przypadku dłuższych misji kosmicznych dużym wyzwaniem jest opracowanie środków przeciwdziałających negatywnym skutkom nieważkości dla kości.

Ponieważ nie wszystkie eksperymenty potrzebne do opracowania środków zaradczych można przeprowadzić w kosmosie, na Ziemi wdrożono modele symulacyjne stanu nieważkości, takie jak 6° Head-Down-Tilt-Bedrest (HDT-Bedrest), naśladując niektóre fizjologiczne warunki nieważkości, takie jak: odciążenie i unieruchomienie dolnych partii ciała oraz przesunięcie płynowe.

Sole alkaliczne, takie jak wodorowęglan potasu (KHCO3), wykazują pozytywny wpływ na kości, gdy są suplementowane u kobiet po menopauzie. Oprócz pozytywnego wpływu na markery obrotu kostnego, można było obniżyć stężenie wapnia w moczu. Tak więc głównym celem niniejszego badania było zmniejszenie resorpcji kości wywołanej unieruchomieniem poprzez alkalizujący efekt suplementacji soli alkalicznej KHCO3 podczas leżenia głową w dół i pochylenia w łóżku (HDT- Bedrest) — wiodącego modelu symulacyjnego stanu nieważkości.

Badanie krzyżowe składało się z dwóch części o równej długości (36 dni) – 7 dni adaptacji, 21 dni HDT- Bedrest, 6 dni rekonwalescencji i 2 dni obserwacji długoterminowej. Obie części badania różniły się jedynie okresem HDT, gdzie jedna grupa 8 zdrowych, młodych mężczyzn biorących udział w badaniu była suplementowana 90 mmol KHCO3 dziennie (3 razy dziennie 30 mmol KHCO3 rozcieńczone w 200 ml wody z kranu, uzupełnione razem z główne posiłki), podczas gdy druga grupa otrzymywała jedynie 200 ml wody z kranu bez żadnej suplementacji (grupa kontrolna).

Pomiary markerów kościotworzenia oraz markerów resorpcji kości we krwi iw moczu dostarczają informacji o wpływie suplementacji na metabolizm kostny, podczas gdy gazometria wraz z wartościami pH dobowego moczu wskazują na alkalizujące działanie KHCO3. Jednocześnie badane są dalsze układy fizjologiczne, takie jak metabolizm białek i mięśni, masa i skład ciała, krążenie i układ nerwowo-przedsionkowy.