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Hypoxia aggravates inactivity-related muscle wasting

Debevec, Tadej und Ganse, Bergita und Mittag, Uwe und Eiken, Ola und Mekjavic, Igor B. und Rittweger, Jörn (2018) Hypoxia aggravates inactivity-related muscle wasting. Frontiers in Physiology, 9, Seite 494. Frontiers Media S.A. doi: 10.3389/fphys.2018.00494. ISSN 1664-042X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
709kB

Offizielle URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5962751/

Kurzfassung

Poor musculoskeletal state is commonly observed in numerous clinical populations such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and heart failure patients. It, however, remains unresolved whether systemic hypoxemia, typically associated with such clinical conditions, directly contributes to muscle deterioration. We aimed to experimentally elucidate the effects of systemic environmental hypoxia upon inactivity-related muscle wasting. For this purpose, fourteen healthy, male participants underwent three 21-day long interventions in a randomized, cross-over designed manner: (i) bed rest in normoxia (NBR; PiO2 = 133.1 ± 0.3 mmHg), (ii) bed rest in normobaric hypoxia (HBR; PiO2 = 90.0 ± 0.4 mmHg) and ambulatory confinement in normobaric hypoxia (HAmb; PiO2 = 90.0 ± 0.4 mmHg). Peripheral quantitative computed tomography and vastus lateralis muscle biopsies were performed before and after the interventions to obtain thigh and calf muscle cross-sectional areas and muscle fiber phenotype changes, respectively. A significant reduction of thigh muscle size following NBR (-6.9%, SE 0.8%; P < 0.001) was further aggravated following HBR (-9.7%, SE 1.2%; P = 0.027). Bed rest-induced muscle wasting in the calf was, by contrast, not exacerbated by hypoxic conditions (P = 0.47). Reductions in both thigh (-2.7%, SE 1.1%, P = 0.017) and calf (-3.3%, SE 0.7%, P < 0.001) muscle size were noted following HAmb. A significant and comparable increase in type 2× fiber percentage of the vastus lateralis muscle was noted following both bed rest interventions (NBR = +3.1%, SE 2.6%, HBR = +3.9%, SE 2.7%, P < 0.05). Collectively, these data indicate that hypoxia can exacerbate inactivity-related muscle wasting in healthy active participants and moreover suggest that the combination of both, hypoxemia and lack of activity, as seen in COPD patients, might be particularly harmful for muscle tissue.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/124655/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hypoxia aggravates inactivity-related muscle wasting
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Debevec, TadejDepartment of Automation, Biocybernetics and Robotics, Jozef Stefan Institute, Ljubljana, SloveniaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ganse, BergitaDepartment of Orthopaedic Trauma, RWTH Aachen University HospitalNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mittag, UweUwe.Mittag (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8580-3085NICHT SPEZIFIZIERT
Eiken, OlaDepartment of Environmental Physiology, Swedish Aerospace Physiology Centre, Royal Institute of Technology, Stockholm, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mekjavic, Igor B.Jozef Stefan InstituteNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, JörnJoern.Rittweger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-8963NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Mai 2018
Erschienen in:Frontiers in Physiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.3389/fphys.2018.00494
Seitenbereich:Seite 494
Verlag:Frontiers Media S.A
ISSN:1664-042X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:muscle loss, bed rest, hypoxemia, vastus lateralis, fiber type
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Systemphysiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:11 Dez 2018 12:11
Letzte Änderung:08 Nov 2023 14:35

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