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Alterations in CNS-derived blood biomarkers during 30 days simulated microgravity

Schmidt, S.V. und Odainic, A. und Aretz, B. und Frings-Meuthen, P. und Hoenemann, J.N. und Bohmeier, M. und Liemersdorf, C. und Mulder, E. und Moestl, S. und Heusser, K. und Tank, J. und Jordan, J. und de Boni, L. (2025) Alterations in CNS-derived blood biomarkers during 30 days simulated microgravity. Frontiers in Physiology, 16, Seite 1600708. Frontiers Media S.A.. doi: 10.3389/fphys.2025.1600708. ISSN 1664-042X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
296kB

Offizielle URL: https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1600708

Kurzfassung

Introduction: Spaceflight induces physiological adaptations, including headward fluid shifts that may impact the central nervous system (CNS). Ground-based analogs such as 6° head-down tilt bed rest (HDTBR) provide a controlled setting to study these neurophysiological effects and assess CNS biomarkers. We therefore analyzed neurological function and CNS-derived blood biomarkers during four NASA-backed 30-day strict HDTBR campaigns to better understand neurophysiological responses to prolonged fluid redistribution. Methods: Forty participants (18 women, 22 men; mean age ∼36 years) were assigned to different countermeasure groups: lower body negative pressure (LBNP), cycling in HDT followed by wearing thigh cuffs, upright sitting (positive control), and HDTBR without countermeasures. Neurological exams and blood biomarker analyses (SIMOA Quanterix) were performed to assess NfL, GFAP, Aβ40, Aβ42, and total tau. Results: No clinical neurological impairments were observed. The LBNP group exhibited robust increases in amyloid-related biomarkers during HDTBR, which persisted into the recovery period. Analysis of within-subject changes over time revealed additional effects. In the cycling and cuffs group, NFL levels increased progressively throughout the study. In the control group, GFAP levels rose gradually, indicating mild glial activation. Tau protein also increased in the LBNP group but returned to baseline levels during the recovery phase. Discussion: These findings highlight subtle but biologically relevant CNS-related changes in response to different countermeasure strategies during 30-day strict HDTBR. LBNP may enhance metabolite clearance, as reflected in increased Aβ washout. These findings support the use of LBNP as a potential countermeasure to protect brain health during spaceflight and analog missions.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/219778/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Alterations in CNS-derived blood biomarkers during 30 days simulated microgravity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmidt, S.V.Institute for Clinical Chemistry and Clinical Pharmacology, University Hospital Bonn, Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Odainic, A.Institute for Clinical Chemistry and Clinical Pharmacology, University Hospital Bonn, Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Aretz, B.Institute for Medical Biometry, Informatics and Epidemiology (IMBIE), University of Bonn, Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frings-Meuthen, P.Petra.Frings-Meuthen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5291-4419198117045
Hoenemann, J.N.Department of Internal Medicine III, Division of Cardiology, Pneumology, Angiology, and Intensive Care, University of Cologne, Germany and German Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bohmeier, M.Maria.Bohmeier (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liemersdorf, C.Christian.Liemersdorf (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8407-5226NICHT SPEZIFIZIERT
Mulder, E.Edwin.Mulder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1200-5792NICHT SPEZIFIZIERT
Moestl, S.Stefan.Moestl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heusser, K.Karsten.Heusser (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2571-5585NICHT SPEZIFIZIERT
Tank, J.Jens.Tank (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5672-1187NICHT SPEZIFIZIERT
Jordan, J.Jens.Jordan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4518-0706NICHT SPEZIFIZIERT
de Boni, L.laura.deboni (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:24 Juni 2025
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:16
DOI:10.3389/fphys.2025.1600708
Seitenbereich:Seite 1600708
Verlag:Frontiers Media S.A.
ISSN:1664-042X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CNS; biomarker; glia; head down tilt bed rest; neurons
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Hinterlegt von: Schrage, Larissa
Hinterlegt am:27 Nov 2025 11:05
Letzte Änderung:27 Nov 2025 11:05

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