Untersuchungen zum Einfluss von simulierter Schwerelosigkeit auf das menschliche Immunsystem

Abstract

Regelmäßige körperliche Aktivität hat einen positiven Effekt auf die Funktion des Immunsystems. Es wird angenommen, dass bei Raumflügen und simulierter Schwerelosigkeit (Immobilisation) die Immunabwehr geschwächt wird. Ziel dieser Arbeit im Rahmen der 2nd Berlin BedRest-Studie (BBR-2-Studie) war die detaillierte Beobachtung der Auswirkungen simulierter Schwerelosigkeit auf immunologische Parameter. Darüber hinaus sollte die Auswirkung von Trainingseffekten auf die untersuchten Größen evaluiert werden. Bei dieser BedRest Studie absolvierten 24 körperlich und geistig gesunde, männliche Probanden (20-45 Jahre) Widerstandstraining (8 Probanden), Vibrationstraining (7 Probanden) oder kein Training (9 Probanden). Die Studiendauer betrug 60 Tage. Blutentnahmen aller Probanden erfolgten im Rahmen unserer Untersuchungen 2 Tage vor Beginn der Bettruhe, sowie an den Tagen 19 und 60 der Bettruhe. Immunzellen wurden mittels Durchflusszytometrie analysiert. Humorale Parameter wie Zytokine und neuroendokrine Faktoren wurden mittels Bioplex (Multiplex- Suspensions-Array) oder ELISA-Verfahren bzw. RIA untersucht. Veränderungen über die Zeit in der Gesamtgruppe wurden durch den paired t-test statistisch ausgewertet. Trainingsabhängige Effekte wurden durch eine 2-group-repeated- measurement-analysis (ANOVA) ermittelt. Ohne Berücksichtigung der Interventionen (Trainingseffekte) stieg die Anzahl der Granulozyten und der NKT-Zellen während der Studie signifikant an. Die Konzentrationen von Eotaxin und DHEA verminderten sich. Unterschiedliche Auswirkungen der Interventionen wurden bei Lymphozyten, NK-Zellen, NKT-Zellen, T-Zell-Subpopulationen sowie den Konzentrationen von IP-10 und RANTES beobachtet. Mithilfe dieser Ergebnisse kann auf Immobilisationseffekte bei immunologischen Parametern geschlossen werden. Weiterhin konnte das Potenzial gezielter Übungen zur Beeinflussung dieser Effekte nachgewiesen werden.

It is known that regular physical activity has positive effects on immune function. Furthermore, it is assumed that during spaceflights and simulated weightlessness (bed rest) the immune system is suppressed. Aims of this work within the 2nd Berlin BedRest Study (BBR-2) were the detailed observation of the effects of simulated weightlessness on immunological parameters and the comparison of different intervention effects. In this BedRest study, 24 physically and mentally healthy male volunteers (20-45 years) performed resistance training (8 subjects), vibration training (7 subjects) or no training (9 subjects). The study duration was 60 days. Blood samples of all subjects were taken 2 days before the start of bed rest, on day 19 and day 60 of bed rest. Immune cells were analyzed by flow cytometry. Neuroendocrine factors and cytokines were analysed by Bioplex (multiplex suspension array) or ELISA/RIA. General changes over time were statistically analyzed by the paired t-test. Training-dependent effects were detected by a 2-group repeated- measurement analysis (ANOVA). Excluding the intervention, the number of granulocytes and NKT cells increased significantly during the study. The concentrations of eotaxin and DHEA declined. Different effects of the intervention were observed in lymphocytes, NK cells, NK-T cells, T-cell subpopulations as well as in the levels of IP10 and RANTES. Based on these results, it can be concluded that there are effects of immobilization on immunological parameters. In addition, specific exercises appear to have the potential to influence these effects in different ways.