Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Kansas, Manhattan, KS

Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din Utah, Salt Lake City, UT

Supravegherea pe viață a sănătății astronauților, KBRwyle, Houston, TX

Departamentul de Kinesiologie, Universitatea de Stat din Kansas, Manhattan, KS

Abstract

fundal

Nu se știe dacă ocupația astronauților sau expunerea la microgravitație influențează riscul de boli cardiovasculare pe termen lung (BCV). Acest studiu a explorat efectele de a fi un astronaut al administrației naționale pentru aeronautică și spațiu (NASA) asupra riscului pentru punctele clinice ale BCV.

Metode și rezultate

În timpul studiului longitudinal al sănătății astronauților, au fost colectate date despre 310 astronauți NASA și 981 angajați nonastronauți ai NASA. Nonastronauții au fost asortați cu astronauții în funcție de vârstă, sex și indicele de masă corporală, pentru a evalua morbiditatea și mortalitatea acută și cronică. Rezultatele primare au fost compozitele punctelor clinice ale BCV (infarct miocardic, insuficiență cardiacă congestivă, accident vascular cerebral și intervenție chirurgicală de bypass arterial coronarian) sau puncte finale ale bolii arterelor coronare (CAD) (infarct miocardic și intervenție chirurgicală bypass coronarian). Dintre astronauți, 5,2% au avut un punct final clinic al BCV și 2,9% au avut un punct final CAD comparativ cu comparațiile nonastronautilor cu 4,7% și 3,1% având puncte finale BCV și respectiv CAD. În modelele multivariate ajustate pentru factorii de risc tradiționali, astronauții au avut un risc similar de BCV în comparație cu nonastronauții (raport de pericol ajustat, 1,08; IC 95%, 0,60-1,93; P= 0,80). Riscul unui punct final CAD a fost similar între grupuri (raportul de pericol, 0,97; CI, 0,45-2,08; P= 0,93). La astronauții cu experiență timpurie în zborul spațial, riscul de BCV (raportul de pericol, 0,80; CI, 0,25-2,56; P= 0,71) și CAD (raport de pericol, 1,23; CI: 0,27-5,61; P= 0,79) în comparație cu astronauții fără experiență nu au fost diferite.

Concluzii

Aceste descoperiri sugerează că a fi astronaut nu este asociat cu un risc crescut pe termen lung de dezvoltare a BCV.

Perspectiva clinică

Ce mai e nou?

Rezultatele acestui studiu oferă o perspectivă asupra riscului bolilor cardiovasculare (CVD) într-o mare cohortă de astronauți ai administrației naționale de aeronautică și spațiu (NASA).

Astronauții NASA din carieră, în ansamblu, au avut același risc de a dezvolta un punct final al bolii coronariene clinice sau un punct final al bolii coronariene specifice ca și un grup de angajați ai funcționarilor publici ai NASA, iar acest risc nu s-a modificat după ajustarea pentru covariate cunoscute ale bolnavilor coronarieni.

Printre astronauții NASA care au avut experiență în zboruri spațiale până în al cincilea deceniu de viață, riscul de BCV nu a fost diferit de cel al astronauților fără o istorie a zborurilor spațiale până în al cincilea deceniu de viață.

Care sunt implicațiile clinice?

Aceste descoperiri au implicații importante pentru evaluarea pe tot parcursul vieții a sănătății astronauților și sugerează că indivizii din corpul de astronauți nu prezintă un risc crescut de a dezvolta BCV și că experiența zborurilor spațiale ar putea să nu contribuie la riscul evenimentelor BCV.

Experiențele de zbor spațial larg definite nu par să pună astronauții NASA la un risc mai mare de puncte finale critice ale CVD pe toată durata vieții.

Indiferent dacă tipurile specifice de misiuni, cum ar fi misiunile de lungă durată sau cele cu expunere mai mare la radiațiile cosmice dincolo de orbita terestră joasă, generează un risc CVD pe termen lung, merită un studiu suplimentar.

Introducere

Metode

Proiectarea studiului și studierea populației

Examinare fizică a studiului longitudinal

Ca parte a studiului LSAH, fiecărei comparații și astronauți i sa oferit un examen fizic cuprinzător de către un medic JSC din clinica de sănătate a muncii sau clinica de medicină de zbor. Medicul CSM a examinat și documentat istoricul medical de la examenul anterior, inclusiv orice spitalizare sau boală (cardiovasculară și necardiovasculară). În plus, medicul SA a colectat date medicale cu privire la orice evenimente care au avut loc între examene și a fost capabil să efectueze o examinare amănunțită (inclusiv lucrări de laborator, ECG etc.) pentru a corobora evenimentele. Pentru acest studiu, participanții din ambele grupuri au fost monitorizați de la primul lor examen medical în momentul înscrierii în LSAH până la deces, retragere voluntară sau la sfârșitul studiului în mai 2010, oricare ar fi avut loc mai întâi. Participanții care s-au retras sau au părăsit NASA înainte de sfârșitul studiului au fost încurajați să se întoarcă la SA pentru examinări clinice conform programului de studiu.

Colectarea retrospectivă a datelor despre punctele finale cardiovasculare și factorii de risc

Datele despre factorul de risc cardiovascular au fost obținute la primul examen medical după înscrierea în studiu și la fiecare examen fizic legat de studiu ulterior. Covariabilele relevante obținute din fișele medicale au inclus tensiunea arterială sistolică și diastolică de repaus, colesterolul total, IMC, glicemia în repaus alimentar, starea și istoricul fumatului (actual, anterior sau vreodată), istoricul medicației BCV (utilizarea antihipertensivului sau utilizarea medicamentelor antipipemice), și vârsta. Variabilele care ar putea identifica potențial un astronaut au fost grupate în grupuri. Vârsta participanților a fost raportată în decenii (adică, 20-29. 30-39, 40-49, 50-59, 60-69 sau ≥70).

Analize statistice

Datele despre factorul de risc cardiovascular de la astronauți și angajați nonastronauți au fost comparate utilizând testul chi-pătrat pentru variabilele categorice și testul Wilcoxon al sumelor de rang pentru variabilele continue. Rata incidenței neajustate a fost calculată prin împărțirea numărului de participanți care au avut un eveniment CVD sau CAD la numărul total de PY de urmărire. Graficele Kaplan-Meier au fost utilizate pentru a arăta diferența de timp la eveniment în funcție de grupul de studiu și comparate statistic cu testul log-rank. Analiza proporțională a pericolului Cox a fost utilizată pentru a compara riscul tuturor evenimentelor CVD și evenimentelor CAD între astronauți și comparații în 3 modele pas cu pas: un model univariant (model 1); un model multivariat ajustat în funcție de vârstă și sex (modelul 2); și un model multivariat ajustat în funcție de vârstă, sex și măsurători inițiale ale IMC, tensiunii arteriale sistolice, glicemiei în repaus alimentar, colesterolului total, stării de fumat și istoricului medicamentelor BCV (modelul 3). Riscul pentru fiecare tip separat de eveniment CVD (infarct miocardic, accident vascular cerebral etc.) nu a putut fi realizat din cauza numărului mic de evenimente pe variabilă independentă în modelul multivariat. 14

O analiză a datelor despre astronauți de sex masculin a fost, de asemenea, efectuată pentru a determina dacă experiența zborurilor spațiale a fost legată de riscul evenimentului CVD. Astronauții de sex masculin au fost împărțiți în 2 grupuri care se exclud reciproc pe baza istoriei experienței zborurilor spațiale la momentul primului lor examen medical disponibil în a cincea decadă a vieții (vârsta de 40-49 de ani). Primul examen din deceniul al cincilea a fost ales deoarece a precedat primul eveniment cardiovascular înregistrat pentru orice astronaut. Această analiză s-a limitat la bărbați, deoarece datele despre zborurile spațiale pentru femei nu au putut fi obținute de la LSAH din cauza problemelor de confidențialitate. Rata incidenței neajustate a fost calculată pentru fiecare grup. Graficele Kaplan-Meier au fost utilizate pentru a arăta diferența de timp la eveniment în funcție de grupul de studiu și comparate statistic cu testul log-rank. Analiza proporțională a riscului Cox a fost utilizată pentru a compara riscul de evenimente clinice de BCV și evenimente CAD între cele două grupuri, utilizând un model multivariat ajustat pentru vârstă, sex și măsurători inițiale ale IMC, tensiunii arteriale sistolice, glicemiei în jeun, colesterolului total, stării de fumat, și istoricul medicamentelor BCV.

Subiecți umani și confidențialitatea datelor

Comitetele de revizuire instituționale de la NASA JSC și de la Universitatea de Stat din Kansas (Manhattan, KS) au aprobat protocolul de studiu prin scutirea de studiu și s-a renunțat la consimțământul informat, deoarece analiza datelor și variabilelor furnizate nu ar identifica în mod direct o anumită persoană. Din cauza acestei scutiri, datele care au fost furnizate anchetatorilor de către NASA au fost eliminate de toate caracteristicile potențial identificabile, cum ar fi data nașterii, data examenului medical, numărul exact de misiuni efectuate, zilele exacte în spațiu și vârsta exactă la diagnostic . Caracteristicile misiunii de vârstă și zboruri spațiale au fost furnizate de NASA anchetatorilor grupați în grupuri.

Rezultate

Astronauții versus comparații

Caracteristicile de bază ale grupurilor de comparație ale astronauților și nonastronauților sunt afișate în Tabelul 1. La primul examen, vârsta astronauților a variat între 20 și 40 de ani de viață, cu 14% din femeile astronauți. În grupul de comparație, vârsta a variat între 20 și 60 de ani de viață, cu 14% femei. La momentul inițial, astronauții au avut statistic semnificativ mai scăzută tensiunea arterială de repaus, colesterolul total și glicemia mai ridicată în repaus comparativ cu comparațiile nonastronauților; cu toate acestea, aceste diferențe nu par semnificative din punct de vedere clinic.

tabelul 1. Caracteristicile de bază ale comparațiilor dintre astronauți și nonastronauti

Valorile sunt numărul de subiecți (procente) sau mediane (intervale interquartile). IMC indică indicele de masă corporală; BCV, boli cardiovasculare; DBP, tensiune arterială diastolică; n/a, nu se aplică; SBP, tensiune arterială sistolică.

a Indică variabile care au fost blocate.

Tabelul 2 prezintă frecvența punctelor finale CVD și ratele de incidență brute (la 1000 PY) în comparații astronauți și nonastronauți. Un total de 16 astronauți au avut un punct final al BCV clinic pe o urmărire medie de 22,1 ± 11,7 ani, iar 46 de comparații nonastronaute au dezvoltat un punct final al BCV clinic pe o urmărire medie de 21,9 ± 12,8 ani. Rata de incidență la astronauți pentru toate punctele finale CVD a fost de 2,34 la 1000 PY comparativ cu 2,15 la 1000 PY în grupul de comparație. Nu a existat nicio diferență semnificativă în timp până la un punct final CVD între astronauți și comparații (log - rank = 0,26; P= 0,61; Figura 1A). Tabelul 3 afișează rezultatele modelului de pericole proporționale Cox complet ajustat. Nu au existat diferențe în ceea ce privește riscul de a avea un punct final CVD clinic între comparații între astronauți și nonastronauți (raport de pericol, 1,08; IC 95%, 0,60-1,93; P= 0,80).

masa 2. Frecvența și incidența brută a evenimentelor de BCV

CABG indică grefa de bypass a arterei coronare; CAD, boala coronariană; CHF, insuficiență cardiacă congestivă; BCV, boli cardiovasculare; MI, infarct miocardic; Multipli, indivizi cu multiple evenimente CVD; PY, persoană - ani.

rata

figura 1. Curbele Kaplan - Meier ale punctelor finale CVD (A) și ale punctelor finale CAD (B) în astronauți și comparații nonastronaute. CAD indică boala coronariană; BCV, boli cardiovasculare.

Tabelul 3. Modele de pericol proporțional Cox pentru punctele finale CVD și CAD în comparații între astronauți și nonastronauti

Modelul 1: neajustat. Modelul 2: ajustat în funcție de vârstă și sex. Modelul 3: ajustat pentru vârsta inițială, sex, indicele de masă corporală, starea de fumat, istoricul medicamentelor BCV, glucoza în repaus alimentar, colesterolul total, tensiunea arterială sistolică. CAD indică boala coronariană; BCV, boli cardiovasculare; HR, raport de pericol.

Un punct final CAD a avut loc la 9 astronauți și 30 de comparații nonastronaute (Tabelul 2). Pentru astronauți, aceasta a reprezentat o rată de incidență de 1,32 la 1000 PY comparativ cu 1,40 la 1000 PY în comparațiile nonastronauților. Ca și în cazul punctului final al bolii clinice, nu a existat nicio diferență semnificativă în timp până la un punct final CAD între astronauți și comparații (log - rank = 0,002; P= 0,96; Figura 1B). În modelul de pericole proporționale Cox complet ajustat (Tabelul 3), nu au existat diferențe în ceea ce privește riscul de a avea un punct final CAD între comparații între astronauți și nonastronauți (raportul de pericol, 0,97; CI, 0,45-2,08; P= 0,93).

Analiza experienței zborului spațial astronaut

Dintre cei 267 de bărbați astronauți, 135 aveau o experiență de experiență în zboruri spațiale și 132 nu aveau experiență în zboruri spațiale în momentul primului lor examen medical din deceniul al cincilea de viață. Tabelul 4 prezintă frecvența punctelor finale CVD și ratele de incidență brute (la 1000 PY). Un total de 9 astronauți cu antecedente de zboruri spațiale au avut un punct final de BCV clinic pe o urmărire medie de 25,5 ± 11,3 ani și 7 fără experiență de zbor spațial au dezvoltat un punct final de BCV clinic pe o urmărire medie de 19,8 ± 12,1 ani. Nu a existat nicio diferență semnificativă în timpul până la un CVD (Figura 2A; log - rank = 0,96; P= 0,33) sau CAD (Figura 2B; jurnal - rang = 0,005; P= 0,95) punctul final între grupurile de astronauți. Într-un model de pericole proporționale Cox complet ajustat, nu a existat nicio diferență în riscul de CVD între astronauții fără experiență în zboruri spațiale și cei fără (raport de pericol, 0,80; CI, 0,25-2,56; P= 0,71). În mod similar, într-un model de pericole proporționale Cox complet ajustat, nu a existat nicio diferență în riscul CAD între astronauții cu experiență în zboruri spațiale cu cei fără (raport de pericol, 1,23; CI, 0,27-5,61; P= 0,79).

Tabelul 4. Frecvența și incidența brută a punctelor finale CVD la bărbații astronauți cu istorie a zborurilor spațiale la a cincea decadă a vieții

CABG indică grefa de bypass a arterei coronare; CAD, boala coronariană; CHF, insuficiență cardiacă congestivă; BCV, boli cardiovasculare; MI, infarct miocardic; Multipli, indivizi cu multiple evenimente CVD; PY, persoană - ani.

o experiență Spaceflight în momentul primului examen din al cincilea deceniu de viață.

Figura 2. Curbele Kaplan - Meier ale punctelor finale CVD (A) și ale punctelor finale CAD (B) la astronauții cu și fără o istorie a experienței zborurilor spațiale la a cincea decadă a vieții (vârsta de 40-49 de ani). CAD indică boala coronariană; BCV, boli cardiovasculare.

Discuţie

Într-o mare cohortă de astronauți, am evaluat efectele de a fi un astronaut de carieră NASA asupra punctelor finale CVD și CAD. În acest studiu, astronauții de carieră în ansamblu au avut același risc de a dezvolta un punct final CVD sau un punct final CAD specific ca și un grup de angajați ai funcționarilor publici ai NASA, iar acest risc nu s-a modificat după ajustarea pentru covariate CVD cunoscute. În al doilea rând, printre astronauții care au avut experiență în zboruri spațiale până în al cincilea deceniu de viață, riscul de BCV nu a fost diferit de cel al astronauților fără o istorie a zborurilor spațiale până în al cincilea deceniu de viață. Aceste descoperiri au implicații importante pentru evaluarea pe tot parcursul vieții a sănătății astronauților și sugerează că indivizii din corpul de astronauți nu prezintă un risc crescut de a dezvolta BCV și că experiența zborurilor spațiale ar putea să nu contribuie la riscul evenimentelor BCV.

În cadrul cohortei noastre de astronauți, a existat diversitate în experiența zborurilor spațiale. Aceasta este o considerație importantă, având în vedere că descoperirile anterioare au evidențiat efectele experienței microgravitației asupra parametrilor fiziologici importanți ai funcției cardiace. Ade și colab. Au sugerat recent că capacitatea maximă de exercițiu aerob, care este o măsură integrativă a funcției cardiovasculare, scade într-o manieră dependentă de doză cu zboruri spațiale prelungite, ca urmare a modificărilor funcției cardiovasculare. 20, 21 În mod similar, Dorfman și colab. Au demonstrat o relație puternică între numărul de zile în microgravitație și gradul de atrofie cardiacă. 2 Cu toate acestea, deși aceste rapoarte oferă o perspectivă asupra schimbărilor fiziologice acute în urma unei singure misiuni spațiale, ele nu abordează potențialele consecințe cardiovasculare asociate cu misiunile repetate.

Limitări de studiu

Concluzii

Rezultatele prezentului studiu sugerează că astronauții ar putea să nu aibă un risc crescut pe termen lung de dezvoltare a BCV. În plus, experiențele de zbor spațial larg definite nu par să pună astronauții NASA la un risc mai mare de puncte finale critice ale CVD pe toată durata vieții. Indiferent dacă tipurile specifice de misiuni, cum ar fi misiunile de lungă durată sau cele cu expunere mai mare la radiațiile cosmice dincolo de orbita terestră joasă, generează un risc CVD pe termen lung, merită un studiu aprofundat, mai ales având în vedere viitorul explorării spațiale.

Surse de finanțare

Acest studiu a fost susținut de grantul de cercetare NNJ12ZSA002N acordat de Ade și Barstow de către Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu (NASA).