A táplálkozási ellenintézkedések hatékonysága a mikrogravitációban és annak földi analógjai a mozgásszervi és a kardiopulmonáris dekondicionálás javítására - Szisztematikus áttekintés

Szerepek Adatkúra, formális elemzés, vizsgálat, módszertan, szoftver, írás - eredeti vázlat

Társulási Űrgyógyászati csapat, Európai Asztronautaközpont, Európai Űrügynökség, Köln, Németország

Szerepek írása - áttekintés és szerkesztés

Társulási Űrgyógyászati csapat, Európai Asztronautaközpont, Európai Űrügynökség, Köln, Németország, Orvostudományi Kar, British Columbia Egyetem, Vancouver, Kanada

Szerepek Konceptualizálás, módszertan, írás - áttekintés és szerkesztés

Társulási Űrgyógyászati csapat, Európai Asztronautaközpont, Európai Űrügynökség, Köln, Németország, Biomechanikai és Ortopédiai Intézet, Német Sportegyetem, Köln, Németország

Szerepek felügyelete, írása - áttekintés és szerkesztés

Egészségügyi és élettudományi kar, Northumbria Egyetem, Newcastle upon Tyne, Egyesült Királyság

Szerepek felügyelete, írása - áttekintés és szerkesztés

Egészségügyi és élettudományi kar, Northumbria Egyetem, Newcastle upon Tyne, Egyesült Királyság

Szerepek Adatmegőrzés, formális elemzés, módszertan, felügyelet, írás - áttekintés és szerkesztés

Társulási Űrgyógyászati csapat, Európai Űrhajós Központ, Európai Űrügynökség, Köln, Németország, Humán és Alkalmazott Élettani Tudományok Központja, London King’s College, London, Egyesült Királyság, KBR GmbH, Köln, Németország

Szerepek konceptualizálás, adatkezelés, formális elemzés, finanszírozás megszerzése, vizsgálat, módszertan, projekt adminisztráció, erőforrások, szoftver, felügyelet, ellenőrzés, vizualizáció, írás - áttekintés és szerkesztés

Társulási Űrgyógyászati csapat, Európai Asztronautaközpont, Európai Űrügynökség, Köln, Németország, KBR GmbH, Köln, Németország

Peter H. Sandal,
David Kim,
Leonie Fiebig,
Andrew Winnard,
Nick Caplan,
David A. Green,
Tobias Weber

Cikk
Szerzői
Metrikák
Hozzászólások
Média közvetítés
Peer Review

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Sandal PH, Kim D, Fiebig L, Winnard A, Caplan N, Green DA és mtsai. (2020) A táplálkozási ellenintézkedések hatékonysága a mikrogravitációban és annak földi analógjai a mozgásszervi és a kardiopulmonális dekondicionálás javítására - szisztematikus áttekintés. PLoS ONE 15 (6): e0234412. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234412

Szerkesztő: Sakamuri V. Reddy, Charles P. Darby Gyermekkutató Intézet, EGYESÜLT ÁLLAMOK

Fogadott: 2020. április 7 .; Elfogadott: 2020. május 24 .; Közzétett: 2020. június 9

Ez egy nyílt hozzáférésű cikk, minden szerzői jogtól mentes, és bárki szabadon reprodukálhatja, terjesztheti, továbbíthatja, módosíthatja, továbbépítheti vagy más módon felhasználhatja bármilyen törvényes célra. A mű a Creative Commons CC0 közkincs dedikációja alatt érhető el.

Adatok elérhetősége: Minden lényeges adat a kéziratban és annak kiegészítő információs fájljaiban található.

Finanszírozás: A projektet az Európai Űrügynökség Űrgyógyászati Csapata és a KBR GmbH finanszírozta. A finanszírozó (KBR GmbH) fizetés formájában nyújtott támogatást a szerzők számára [DAG, TW], de nem volt további szerepe a tanulmány tervezésében, adatgyűjtésében és elemzésében, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében. Ezeknek a szerzőknek a konkrét szerepei a „szerzői hozzájárulások” részben vannak megfogalmazva.

Versenyző érdeklődési körök: A finanszírozó (KBR GmbH) fizetés formájában nyújtott támogatást a szerzők számára [DAG, TW], de nem volt további szerepe a tanulmány tervezésében, adatgyűjtésében és elemzésében, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében. Ez nem változtatja meg az adatok és anyagok megosztására vonatkozó PLOS ONE irányelvek betartását.

Bevezetés

A mikrogravitáció (μg) tartós kitettsége számos adaptációhoz vezet, amelyek az emberi test szinte minden fiziológiai rendszerét érintik [1]. A mozgásszervi és a kardiopulmonális kondicionálás különös aggodalomra ad okot az űrrepülési műveletek során, mivel ezek a rendszerek kritikus fontosságúak az űrhajósok egészsége és jóléte szempontjából, és potenciálisan akár a biztonság és a küldetés sikere szempontjából is. Következésképpen az űrügynökségek repülés közbeni ellenintézkedéseket alkalmaznak a hosszú távú nemzetközi űrállomások (ISS) (általában 6 hónapos) űrmissziók szerves részeként [2,3].

Az űrben az izmok elsorvadnak, és elveszítik mind az erőt, mind az erőt [4,5], különösen az úgynevezett „antigravitációs izmokban”, mint a soleus [4,6,7] és a belső hátsó izmokban [5,7,8] . Mivel a fehérje lebontásának növekedése és az anabolizmus csökkenése az izomtömeg csökkenéséhez vezethet [9], az μg által kiváltott izomtömeg-csökkenés valószínűleg összefüggésbe hozható az egész test fehérjeforgalmának térbeli változásával. Valójában a tanulmányok azt mutatják, hogy rövid ideig tartó űrrepülés során az egész test fehérjeforgalma megnő, a fehérje katabolizmus a fehérjeszintézissel összehasonlítva erőteljesebben nő, ami a fehérje nettó veszteségéhez vezet [10–12]. Ezenkívül a táplálkozási hiányosságok, beleértve a kalóriabevitel csökkenését a repülés előtti, gyakran beszámolt repüléshez képest, gyengíthetik a fehérjeszintézis fenntartását [13], ezáltal súlyosbítva az μg által kiváltott izom dekondíciót [14]. Ezt támasztja alá egy hosszú időtartamú tanulmány a Mir űrállomásról, ahol megfigyelték, hogy a fehérjeszintézis közvetlenül korrelált az energia bevitelével [15].

Becslések szerint az űrrepülés során a csontvesztés körülbelül havi 1%, ami elsősorban a súlyt viselő csontokat érinti, bár a személyzet tagjai között jelentős az egyének közötti eltérés [16]. Érdekes, hogy az űrrepülés során, amikor a csontokra ható gravitációs erők hiányoznak, a fokozott csontreszorpciót nem ellensúlyozza a csontképződés fokozása [9], amely vagy csökkent, vagy változatlan [9]. A táplálkozás és a csont közötti kapcsolat több tápanyagot is magában foglal, beleértve a csontszintézishez szükséges fehérjét is [9]. A magas fehérjebevitel csontegészségre gyakorolt hatását vizsgáló tanulmányok azonban nem voltak meggyőzőek [9,17], és feltételezések szerint a felesleges fehérjebevitel fokozhatja a csontvesztést a kéntartalmú aminosavak miatt, amelyek a csontban tárolt hidrogén-karbonáttal reagálnak, ezáltal kimerülnek. tározói [9,18].

Anyagok és metódusok

Ez a szisztematikus áttekintés az Európai Űrügynökség (ESA) Űrgyógyászati Csapata által elvégzett sorozat része, amelynek célja az aktív (pl. Rezisztív testmozgás), passzív (pl. Centrifugálás) és táplálkozási ellenintézkedések eredményességével kapcsolatos bizonyítékok értékelése. űrrepülés, repülési adatok és földi analógok alapján. Ez a szisztematikus áttekintés követte a Cochrane szisztematikus felülvizsgálatok kézikönyvét, és az Aerospace Medicine Systematic Review Group (AMSRG) [32,33] által létrehozott eszközöket használták fel az adatok kinyerésére, a tanulmányok minőségének értékelésére és az effektus méretének kiszámítására. Ezenkívül ez a szisztematikus felülvizsgálat követte a preferált jelentéstételi tételek a szisztematikus áttekintéshez és metaanalízisekhez (PRISMA) irányelveit [34]. A felülvizsgálati protokoll támogató információként érhető el (lásd az S1 fájlt).

Keresési stratégia

A kezdeti irodalomkutatást Fiebig és munkatársai [35] hajtották végre 2017 novemberében, akik arról számoltak be, hogy az ellenállásos testmozgás nem mindig elegendő az izomerő és erő fenntartásához az ágy pihenése alatt. Ez a munka egy szisztematikus felülvizsgálat sorozatának felvetéséhez vezetett, amelyek mindegyike egy bizonyos típusú ellenintézkedések bizonyítékainak értékelésére irányult, amelyek jelen esetben a mozgásszervi és a kardiopulmonális eredmények táplálkozását jelentik, amelyek operatív szempontból relevánsak az űrmissziók szempontjából. A keresést kulcsszavak segítségével hajtották végre, három átfogó kategóriába sorolva: „mikrogravitáció”, „ellenintézkedések” és „operatív szempontból releváns eredményparaméterek” (az ESA Űrgyógyászati Csapatának meghatározása szerint) Boolean logikával kombinálva, az átfogó keresési stratégiának megfelelően (1. táblázat).