图卢兹男性长期卧床休息 2001-2002
模拟国际空间站上的一项任务,在 - 6°(90 天)下对健康受试者进行长期抗直立床限制:1/完善预防方法(肌肉锻炼和双磷酸盐)和评估对运动的影响和心血管系统以及脂质和能量代谢。 2/药代动力学评估:位置对吸收机制的影响:扑热息痛的药代动力学用作研究模拟失重条件下口服吸收的模型
太空飞行期间的微重力会引起影响宇航员健康和表现的生理变化。 长时间卧床休息等太空飞行模拟可以模拟其中一些变化,并提供比太空飞行更容易获得的研究条件。 欧洲航天局 ESA 与法国国家航天局 CNES 和日本国家航天局 NASDA 正在对长期卧床休息进行广泛研究。
先前的研究,包括一些长期和短期的卧床休息活动,已经获得了关于太空飞行引起的生理变化的重要医学数据。 这些数据可用于研究有助于防止这些生理变化的对策和方法的效果。
长达 3 个月的长期卧床休息进行了涉及 28 名受试者的各种调查。 本研究侧重于对策,研究骨组织稳定药物和阻力训练的效果,以确定它们在国际空间站长期停留期间的适用性。
在太空飞行和卧床休息期间记录的生理变化模拟了在某些疾病和衰老过程中观察到的生理变化。 作为该实验和未来等效研究的直接结果,预计会有重要的临床应用。
研究概览
详细说明
迄今为止进行的太空飞行表明,人类可以适应太空中存在的条件,尤其是失重状态。 然而,太空环境和普遍存在的微重力会引起变化,这可能会影响宇航员的表现。 这些改变特别涉及心血管和荷尔蒙系统、肌肉、骨骼、血液和免疫系统。 在长时间飞行期间可能会出现其他问题,例如由于禁闭造成的心理压力或宇宙射线(辐射)引起的问题。
鉴于太空飞行机会少,在地球上进行模拟失重体验影响的体验,以更好地了解适应机制,准备太空飞行,完善和评估纠正方法(称为反措施),例如作为体育锻炼或药物治疗,以方便宇航员返回基地。 考虑到在飞行过程中进行某些体验时遇到的困难,由于机上宇航员太少,以及机上缺乏先进的生物医学设备(扫描仪等),这些实验也是必要的。 最常见的模拟是反直立卧床(倾斜位置,头部略低于脚,角度为 -6°)。
由于目前的目标是模拟在国际空间站的飞行(3 至 6 个月)或可能的火星飞行(500 至 1000 天),因此必须延长模拟实验的持续时间。 这就是为什么三个航天局,CNES(法国)、欧洲航天局(ESA,欧盟)、日本国家航天发展局(NASDA,日本)决定联手并在地面上共同开展此类模拟活动,以最好地理解空间环境约束的适应过程。
本实验的 2 个主要目标是:
- 研究模拟长时间太空飞行的地面实验期间的生理变化机制,
- 使用标准测试开发和验证预防方法(对策)。
这就是为什么我们将在本研究中测试 90 天(3 个月)的直立卧床休息(卧床休息)对以下生理系统的影响:
- 骨头,
- 肌肉,
- 心血管系统及其控制机制,
- 睡觉,
- 脊椎。
在没有重力的情况下,宇航员和物体的重量完全消失。 这会引起骨骼和肌肉的改变,这会严重影响宇航员在飞行期间的生活,在返回地球时更是如此。 这是研究的一个基本点,因为它可能成为长途飞行的限制因素甚至障碍。 该实验还应允许测试体育锻炼计划和药物帕米膦酸盐 (AREDIA®),作为对抗失重对运动系统(骨骼和肌肉)影响的对策。
共有 28 名志愿者将参与本次实验,分为三组。 该实验将持续2年,每次有14名志愿者参与。 3组如下:
- 小组“体育锻炼”(9名志愿者),
- 组“药物”(帕米膦酸盐)(9名志愿者),
- “对照”组(10 名志愿者)。
小组成员将在参与者中抽签
- “运动”组:人体暴露于微重力会导致肌肉萎缩,影响腰部肌肉和下肢肌肉,这些肌肉与站立姿势和运动有关。 在某些飞行过程中,实施了体育锻炼计划,以对抗这种肌肉萎缩,保持任务所需的身体状况,并为宇航员返回地球做好准备。 在目前的实验过程中,将在该组的 9 名志愿者身上测试体育锻炼计划(使用称为 Fly-Wheel 的特殊装置使用小腿和膝盖伸肌进行阻力训练)。
- “药物”组:微重力中的人是唯一可用于测试健康受试者骨质疏松症快速发生的实验模型。 骨质疏松症或多孔骨,只要骨材料的更换速度低于吸收速度,就会出现骨质疏松症,从而造成骨质脆弱和骨折风险增加(本质上是髋部、脊柱和腕部)。 它通常出现在绝经后,与衰老和缺乏身体活动有关。 帕米膦酸盐 (Aredia®) 是一种上市多年的药物,用于治疗多种骨病。 该药物将在该组的 9 名志愿者身上进行测试,以证明其治疗骨改变的有效性。 该药物(60mg)将在卧床休息前14天静脉滴注。
- “控制”组:该组将作为实验的参考。 该组的志愿者将不进行体育锻炼,也不服用药物。 该小组的存在对于能够比较两种反措施的结果是必要的。
该体验将在太空诊所停留 120 天(总共 4 个月)期间进行,包括:
- 1 控制动态时间为 15 天(须在前一天报告)(-15 至 -1),
- 1抗直立(-6°)卧床90天(1在90),
- 1 个恢复期 15 天(次日早上出发)(+1 至 +15),代表所有志愿者在诊所共度过 122 个晚上。
评估将由不同的欧洲和日本科学团队完成,每个团队都专注于特定领域。 3 组志愿者中没有一个会提交给所有实验项目。
研究类型
注册
阶段
- 阶段1
联系人和位置
学习地点
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Toulouse、法国、31405
- Medes-Imps
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 健康男性志愿者,欧共体公民。
- 25至45岁,
- 非吸烟者,
- 没有酒精,没有药物依赖,没有医疗,
- 身高 165 厘米至 185 厘米,
- 没有超重或过度瘦弱。 BMI(体重Kg/身高m2)在20到27之间,
- 没有个人或家庭过去可能影响生理数据和/或在实验期间对受试者造成风险的慢性或急性疾病记录,
- 受社会保障体系覆盖,
- 连续四个月内没有任何订婚。
排除标准:
- 在实验开始前的三个月或更短时间内曾献过血(超过 300 毫升),
- 受试者已经参与临床研究实验,
- 对采血耐受性差,
- 直立性不耐受的过去记录,
- 心律失常,
- 过敏,
- 强化运动训练,
- 骨折或肌腱撕裂不到一年,
- 慢性背痛,
- 血栓性静脉炎的既往记录,
- 存在金属植入物,
- 特殊饮食饮食,
- 睡眠障碍:百灵鸟和猫头鹰型,受试者睡眠超过 10 小时或少于 5 小时,
- 光敏性癫痫。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:预防
- 分配:随机化
- 介入模型:并行分配
- 屏蔽:无(打开标签)
研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
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肌肉大小和功能
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比目鱼肌和股外侧肌的肌肉蛋白质组成、肌纤维类型组成及肌酶含量
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骨矿物质含量和结构
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等速肌肉力量(使用 Cybex)
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流体体积变化
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钙代谢和激素控制
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通过问卷调查和活动记录仪进行睡眠评估
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高阻抗探头的 ECG 导联信号的 RR 间隔,Finapres(或 Portapres)的收缩压(SAP),舒张压(DAP)和平均动脉压(MAP)以及压电肺带的呼吸,
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对乙酰氨基酚药代动力学参数,
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24小时脊柱几何曲线、脊柱柔韧性指数、下背部肌肉活动度、
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和背痛的主观评价
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最大耗氧量。
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心血管氧气输送(氧气输送和氧气返回),需要测量心输出量、心率、动脉血气成分和动脉血氧饱和度。
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运动开始和结束时的气体交换动力学,需要测量呼吸通气量和呼出气体成分。
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血容量
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精氨酸加压素、心钠素、肾素、内皮素、环 GMP 和儿茶酚胺的血浆浓度。儿茶酚胺、精氨酸加压素和循环 GMP 的尿液浓度 一氧化氮的血液浓度。
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总能量消耗、脂质代谢、身体成分、水分周转和代谢水的形成。
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心率变异性和节后交感神经活动。
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动脉心脏变时压力反射敏感性和心室相互依赖性。
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心室质量和心脏尺寸。
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肌肉结构,包括羽状角、纤维长度、肌肉厚度和肌肉横截面积
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步行和跑步的能量学和生物力学
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血管外周血流动力学参数
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中心血流动力学参数
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Jacques Bernard, Dr、Medes-Imps
出版物和有用的链接
一般刊物
- Rittweger J, Frost HM, Schiessl H, Ohshima H, Alkner B, Tesch P, Felsenberg D. Muscle atrophy and bone loss after 90 days' bed rest and the effects of flywheel resistive exercise and pamidronate: results from the LTBR study. Bone. 2005 Jun;36(6):1019-29. doi: 10.1016/j.bone.2004.11.014. Epub 2005 Apr 2.
- Watanabe Y, Ohshima H, Mizuno K, Sekiguchi C, Fukunaga M, Kohri K, Rittweger J, Felsenberg D, Matsumoto T, Nakamura T. Intravenous pamidronate prevents femoral bone loss and renal stone formation during 90-day bed rest. J Bone Miner Res. 2004 Nov;19(11):1771-8. doi: 10.1359/JBMR.040811. Epub 2004 Aug 23.
- Rittweger J, Felsenberg D. Patterns of bone loss in bed-ridden healthy young male subjects: results from the Long Term Bed Rest Study in Toulouse. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2003 Dec;3(4):290-1; discussion 292-4. No abstract available.
- Gallagher P, Trappe S, Harber M, Creer A, Mazzetti S, Trappe T, Alkner B, Tesch P. Effects of 84-days of bedrest and resistance training on single muscle fibre myosin heavy chain distribution in human vastus lateralis and soleus muscles. Acta Physiol Scand. 2005 Sep;185(1):61-9. doi: 10.1111/j.1365-201X.2005.01457.x.
- Rudnick J, Puttmann B, Tesch PA, Alkner B, Schoser BG, Salanova M, Kirsch K, Gunga HC, Schiffl G, Luck G, Blottner D. Differential expression of nitric oxide synthases (NOS 1-3) in human skeletal muscle following exercise countermeasure during 12 weeks of bed rest. FASEB J. 2004 Aug;18(11):1228-30. doi: 10.1096/fj.03-0792fje. Epub 2004 Jun 4.
- Trappe S, Trappe T, Gallagher P, Harber M, Alkner B, Tesch P. Human single muscle fibre function with 84 day bed-rest and resistance exercise. J Physiol. 2004 Jun 1;557(Pt 2):501-13. doi: 10.1113/jphysiol.2004.062166. Epub 2004 Apr 2.
- Belin de Chantemele E, Pascaud L, Custaud MA, Capri A, Louisy F, Ferretti G, Gharib C, Arbeille P. Calf venous volume during stand-test after a 90-day bed-rest study with or without exercise countermeasure. J Physiol. 2004 Dec 1;561(Pt 2):611-22. doi: 10.1113/jphysiol.2004.069468. Epub 2004 Aug 26.
- Belin de Chantemele E, Blanc S, Pellet N, Duvareille M, Ferretti G, Gauquelin-Koch G, Gharib C, Custaud MA. Does resistance exercise prevent body fluid changes after a 90-day bed rest? Eur J Appl Physiol. 2004 Aug;92(4-5):555-64. doi: 10.1007/s00421-004-1121-6. Epub 2004 May 29.
- Reeves NJ, Maganaris CN, Ferretti G, Narici MV. Influence of simulated microgravity on human skeletal muscle architecture and function. J Gravit Physiol. 2002 Jul;9(1):P153-4.
- Belavy DL, Ohshima H, Rittweger J, Felsenberg D. High-intensity flywheel exercise and recovery of atrophy after 90 days bed--rest. BMJ Open Sport Exerc Med. 2017 Jul 24;3(1):e000196. doi: 10.1136/bmjsem-2016-000196. eCollection 2017.
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