Os efeitos da descarga de corpo inteiro na função fisiológica

A rápida perda de músculo esquelético ocorre em condições fisiológicas extremas, principalmente em terapia intensiva, hipóxia e durante voos espaciais. A causa dessa perda acelerada é desconhecida; no entanto, as intervenções destinadas a retardar o declínio podem ter efeitos profundos na qualidade de vida pós-cirúrgica e, em termos de expedição espacial, na capacidade de concluir tarefas de missão crítica. Além disso, as metodologias atuais disponíveis para medir a massa muscular esquelética total têm limitações, falta de precisão (antropometria e análise de impedância bioelétrica (BIA)) ou são imóveis e caras (absorciometria de raios X duplos (DXA) e ressonância magnética (MRI)) .

O principal objetivo deste estudo é investigar a perda de músculo esquelético de corpo inteiro induzida por 7 dias consecutivos de imobilização de corpo inteiro usando três métodos independentes; absorciometria dupla de raios-x (DXA), ressonância magnética (MRI) e diluição de D3-Creatina (D3-cr). Vários objetivos secundários também são visados, que têm o objetivo comum de medir o impacto de 7 dias de imobilização na HBF; 1. Adaptação muscular, neuromuscular e cardiovascular; 2. Neurofisiologia, arquitetura do sono e cognição; 3. Uma série de medidas específicas de voos espaciais, com o objetivo de caracterizar a intervenção proposta neste estudo (repouso no leito por flutuação em hiperflutuação (HBF)) como um análogo alternativo baseado em solo para observar a resposta fisiológica à microgravidade.

A pesquisa muscular, neuromuscular e cardiovascular é realizada pelo Centro de Ciências Fisiológicas Humanas e Aeroespaciais do King's College London (KCL CHAPs) e varia desde a medição da mudança de todo o corpo até a adaptação celular. A massa muscular esquelética total será medida usando DXA, MRI e D3-cr, bem como a área transversal de um único grupo muscular (quadríceps) usando ultra-som. Uma biópsia será feita do mesmo grupo muscular (quadríceps) para investigar alterações na síntese de proteína muscular (MPS), tamanho de miofibra, força e relação proteína:DNA. O desempenho muscular também será medido, desde a potência de corpo inteiro usando um salto de contramovimento, até a força expressa pelo tronco, quadríceps, panturrilha e preensão manual. O tônus ​​muscular será medido em três músculos flexores e três músculos extensores na panturrilha, antebraço e região lombar. Os músculos de flexão plantar na panturrilha serão avaliados posteriormente, com propriocepção do tornozelo, força máxima e EMG de superfície do gastrocnêmio medial medidos. Amostras de sangue serão coletadas para distinguir alterações na imunidade e marcadores ósseos. A altura do sujeito será medida e a morfologia do disco intervertebral distinguida usando ultrassom e ressonância magnética.

As medidas de desempenho neuromuscular e muscular serão obtidas concomitantemente. A atividade elétrica produzida pelos músculos esqueléticos será registrada e avaliada por eletromiografia (EMG). Antes da expressão da força do quadríceps ser testada, as almofadas também serão posicionadas para que o músculo seja estimulado eletricamente e para que uma força involuntária máxima seja medida. Por fim, será realizada uma avaliação em cicloergômetro, onde a potência é aumentada gradualmente e a utilização aeróbica máxima (VO2max) determinada.

A investigação da neurofisiologia, arquitetura do sono e cognição será em colaboração com o Centro de Plasticidade do Sono e do Cérebro (Departamento de Neuroimagem, IoPPN) e o Centro de Distúrbios do Sono do Guy's Hospital. Este estudo analisará quaisquer alterações subsequentes na arquitetura do sono e na neurofisiologia. Quaisquer alterações cognitivas ou estruturais do cérebro associadas, que podem ser induzidas por 1 semana de imobilização de corpo inteiro, também serão investigadas.

Os procedimentos descritos são projetados para avaliar as adaptações fisiológicas conhecidas que ocorrem como consequência de um ambiente de microgravidade e, portanto, fornecem ferramentas comparativas úteis a partir das quais o modelo HBF pode ser avaliado.

Dezesseis indivíduos do sexo masculino (18-40 anos) serão recrutados para realizar procedimentos de teste antes e depois de um período de controle de 7 dias, onde continuarão suas atividades habituais e receberão sua ingestão calórica total (controlada) e pré- e após um período de descarregamento de 7 dias, onde os indivíduos serão obrigados a permanecer em um leito de flutuação hiperflutuante (HBF).