Moestl, Stefan and de Boni, Laura and Hoenemann, Jan-Niklas and Kramer, Tilmann and Schmitz, Jan and Pesta, Dominik and Frett, Timo and Bohmeier, Maria and Frings-Meuthen, Petra and Ewald, Ann Charlotte and Nitsche, Andrea and Loehr, Patricia and Noppe, Alexandra and Klischies, Nicolas and Huang, Alex S. and Laurie, Steven S. and Marshall-Goebel, Karina and Macias, Brandon R. and Tank, Jens and Jordan, Jens and Mulder, Edwin (2025) Mechanical countermeasures for spaceflight-associated neuro-ocular syndrome during 30-days of head down tilt bed rest: design, implementation, and tolerability. Frontiers in Physiology, 16, p. 1530783. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fphys.2025.1530783. ISSN 1664-042X.
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Official URL: https://dx.doi.org/10.3389/fphys.2025.1530783
Abstract
After longer duration space missions, some astronauts experience structural and functional changes in the eye and structural changes in the brain, termed Spaceflight-Associated Neuro-Ocular Syndrome (SANS). Countermeasures against SANS are required to minimize potential operation impacts and negative long-term health consequences. Headward fluid shifts, which appear to promote SANS, provide a target for countermeasures. The SANS countermeasures study, a 30 days strict head down tilt bed rest (HDTBR) study, tested two mechanical countermeasures aimed at reversing cephalad fluid overload. This work presents design and methodology of the study with a focus on countermeasure implementation and tolerability. Following baseline evaluations, participants were randomized to four groups and HDTBR commenced: Daily application of 25 mmHg lower body negative pressure for 6 h, six-hour bilateral venous constrictive thigh cuffs following moderate cycling exercise on 6 days per week, a negative control group without countermeasures, and a positive control group with HDTBR interruption for 6 h per day by sitting upright. The potential of these countermeasures for future space applications was examined in 86 different experiments, which will be reported elsewhere. Comfort ratings ranging from 1 (very uncomfortable) to 5 (very comfortable) were used to asses tolerability. Overall, 47 participants (20 women) completed the study. Out of 4,032 h scheduled for both countermeasures, 10.5 h were not performed due to medical issues unrelated to the countermeasures. Mean comfort ratings were 3.9 in men and 4.4 in women in the lower body negative pressure group (p = 0.1356) and 4.2 in men and 3.9 in women in the thigh cuff group (p = 0.1604). We conclude that both countermeasures were well tolerated and applied under well controlled conditions, thus, allowing for meaningful analyses of efficacy in attenuating HDTBR effects.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/214918/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Mechanical countermeasures for spaceflight-associated neuro-ocular syndrome during 30-days of head down tilt bed rest: design, implementation, and tolerability | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 24 February 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Frontiers in Physiology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.3389/fphys.2025.1530783 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | p. 1530783 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Frontiers Media S.A. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 1664-042X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | SANS, bedrest, deconditioning, astronaut, microgravity, countermeasures, LBNP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Human performance under altered gravity conditions, R - User Centre Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Muscle and Bone Metabolism Institute of Aerospace Medicine > Leitungsbereich ME Institute of Aerospace Medicine > Office of Management and Budget | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Frett, Timo | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 01 Jul 2025 13:20 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 05 Nov 2025 13:04 |
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