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Lumbar muscle atrophy and increased relative intramuscular lipid concentration are not mitigated by daily artificial gravity after 60-day headdown tilt bed rest

De Martino, Enrico und Hides, Julie und Elliott, James M. und Hoggarth, Mark und Zange, Jochen und Lindsay, Kirty und Debuse, Dorothée und Winnard, Andrew und Beard, David und Cook, Jonathan A. und Salomoni, Sauro E. und Weber, Tobias und Scott, Jonathan und Hodges, Paul W. und Caplan, Nick (2021) Lumbar muscle atrophy and increased relative intramuscular lipid concentration are not mitigated by daily artificial gravity after 60-day headdown tilt bed rest. Journal of Applied Physiology, 131 (1), Seiten 356-368. American Physiological Society. doi: 10.1152/japplphysiol.00990.2020. ISSN 8750-7587.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Kurzfassung

Exposure to axial unloading induces adaptations in paraspinal muscles, as shown after spaceflights. This study investigated whether daily exposure to artificial gravity (AG) mitigated lumbar spine flattening and muscle atrophy associated with 60-day head-down tilt (HDT) bed rest (Earth-based space analog). Twenty-four healthy individuals participated in the study: 8 received 30-min continuous AG; 8 received 6 x 5-min AG interspersed with rest periods; and 8 received no AG exposure (control group). Magnetic resonance imaging (MRI) of the lumbopelvic region was conducted at baseline (BDC) and at day 59 of HDT (HDT59). Longitudinal relaxation time (T1)-weighted images were used to assess morphology of the lumbar spine (spinal length, intervertebral disk angles, disk area) and volumes of the lumbar multifidus (LM), lumbar erector spinae (LES), quadratus lumborum (QL), and psoas major (PM) muscles from L1/L2 to L5/S1 vertebral levels. A chemical shift-based two-point lipid/water Dixon sequence was used to evaluate muscle composition. Results showed that spinal length and disk area increased (P < 0.05); intervertebral disk angles (P < 0.05) and muscle volumes of LM, LES, and QL reduced (P < 0.01); and lipid-to-water ratio for the LM and LES muscles increased (P < 0.01) after HDT59 in all groups. Neither of the AG protocols mitigated the lumbar spinae deconditioning induced by HDT bed rest. The increase in lipid-to-water ratio in LM and LES muscles indicates an increased relative intramuscular lipid concentration. Altered muscle composition in atrophied muscles may impair lumbar spine function after body unloading, which could increase injury risk to vulnerable soft tissues. This relationship needs further investigation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143575/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Lumbar muscle atrophy and increased relative intramuscular lipid concentration are not mitigated by daily artificial gravity after 60-day headdown tilt bed rest
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
De Martino, EnricoNorthumbria University, Newcastle, UKhttps://orcid.org/0000-0003-3211-3723NICHT SPEZIFIZIERT
Hides, JulieJulie.Hides (at) acu.edu.auhttps://orcid.org/0000-0002-1830-8121NICHT SPEZIFIZIERT
Elliott, James M.University of Sydney, Sydney, Australiahttps://orcid.org/0000-0003-4821-6831NICHT SPEZIFIZIERT
Hoggarth, Markmark.hoggarth (at) northwestern.eduhttps://orcid.org/0000-0001-6516-5840NICHT SPEZIFIZIERT
Zange, JochenJochen.Zange (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1822-0952133724705
Lindsay, KirtyNorthumbria University, Newcastle, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Debuse, DorothéeNorthumbria University, Newcastle, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Winnard, AndrewNorthumbria University, Newcastle, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Beard, DavidUniversity of Oxford, UKhttps://orcid.org/0000-0001-7884-6389NICHT SPEZIFIZIERT
Cook, Jonathan A.University of Oxford, UKhttps://orcid.org/0000-0002-4156-6989NICHT SPEZIFIZIERT
Salomoni, Sauro E.University of Queenslad: Brisbane, Queensland, AUhttps://orcid.org/0000-0001-7616-9003NICHT SPEZIFIZIERT
Weber, TobiasEuropean Astronaut Center, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scott, JonathanJonathan.Scott (at) wylelabs.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hodges, Paul W.University of Queensland, Brisbane, Queensland, Australiahttps://orcid.org/0000-0002-1206-9107NICHT SPEZIFIZIERT
Caplan, Nicknick.caplan (at) northumbria.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Juni 2021
Erschienen in:Journal of Applied Physiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:131
DOI:10.1152/japplphysiol.00990.2020
Seitenbereich:Seiten 356-368
Verlag:American Physiological Society
ISSN:8750-7587
Status:veröffentlicht
Stichwörter:AGBRESA; immobilization; magnetic resonance imaging; paraspinal muscles; short-arm centrifugation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Langzeitfolgen von körperlicher Inaktivität versus Aktivität
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Zange, Dr.rer.nat. Jochen
Hinterlegt am:24 Aug 2021 11:26
Letzte Änderung:28 Jun 2023 14:01

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