Bone loss in space travelers is a major challenge for long-duration space exploration. To quantify microgravity-induced bone loss in humans, we performed a meta-analysis of studies systematically identified from searching Medline, Embase, Web of Science, BIOSIS, NASA Technical reports, and HathiTrust, with the last update in November 2019. From 25 articles selected to minimize the overlap between reported populations, we extracted post-flight bone density values for 148 individuals, and in-flight and post-flight biochemical bone marker values for 124 individuals. A percentage difference in bone density relative to pre-flight was positive in the skull, +2.2% [95% confidence interval: +1.1, +3.3]; neutral in the thorax/upper limbs, -0.7% [-1.3, -0.2]; and negative in the lumbar spine/pelvis, -6.2 [-6.7, -5.6], and lower limbs, -5.4% [-6.0, -4.9]. In the lower limb region, the rate of bone loss was -0.8% [-1.1, -0.5] per month. Bone resorption markers increased hyperbolically with a time to half-max of 11 days [9, 13] and plateaued at 113% [108, 117] above pre-flight levels. Bone formation markers remained unchanged during the first 30 days and increased thereafter at 7% [5, 10] per month. Upon landing, resorption markers decreased to pre-flight levels at an exponential rate that was faster after longer flights, while formation markers increased linearly at 84% [39, 129] per month for 3-5 months post-flight. Microgravity-induced bone changes depend on the skeletal-site position relative to the gravitational vector. Post-flight recovery depends on spaceflight duration and is limited to a short post-flight period during which bone formation exceeds resorption.

中文翻译：

---

太空旅行者骨丢失的系统评价和荟萃分析。

太空旅行者的骨骼损失是长期太空探索的主要挑战。为了量化人类因微重力引起的骨质流失，我们对研究进行了荟萃分析，这些研究从Medline，Embase，Web of Science，BIOSIS，NASA技术报告和HathiTrust进行系统搜索，最新更新于2019年11月。来自25篇文章为了最大程度地减少报告的人群之间的重叠，我们提取了148位个体的飞行后骨密度值，以及124位个体的飞行中和飞行后生化骨标记值。颅骨骨密度相对于飞行前的百分比差异为+ 2.2％[95％置信区间：+ 1.1，+ 3.3]；胸部/上肢为中性，-0.7％[-1.3，-0.2]；腰椎/骨盆阴性，-6.2 [-6.7，-5.6]，下肢阴性，-5.4％[-6.0，-4.9]。在下肢区域，骨质流失率为每月-0.8％[-1.1，-0.5]。骨吸收标记物以双曲线的形式增加，达到11天的半最大值[9，13]，并稳定在飞行前水平的113％[108，117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后恢复取决于太空飞行的持续时间，并且仅限于短暂的飞行后时期，在此期间骨骼形成超过吸收。每月的骨质流失率为-0.8％[-1.1，-0.5]。骨吸收标记物以双曲线形式增加，达到11天的半最大值[9，13]，并稳定在飞行前水平的113％[108，117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。每月的骨质流失率为-0.8％[-1.1，-0.5]。骨吸收标记物以双曲线形式增加，达到11天的半最大值[9，13]，并稳定在飞行前水平的113％[108，117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。骨吸收标记物以双曲线形式增加，达到11天的半最大值[9，13]，并稳定在飞行前水平的113％[108，117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。骨骼吸收标记物以双曲线形式增加，达到11天的半最大值[9，13]，并稳定在飞行前水平的113％[108，117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。117]。骨形成标记在前30天保持不变，此后以每月7％[5，10]的速度增加。着陆后，再吸收标志物以更长的飞行后更快的指数速率下降到飞行前水平，而在飞行后3-5个月，地层标志物以每月84％[39，129]的速度线性增加。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。更长的飞行后，吸收标记物以下降的指数速率下降到飞行前的水平，而飞行后3-5个月，地层标记物以线性增加，每月84％[39，129]。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。更长的飞行后，吸收标记物以下降的指数速率下降到飞行前的水平，而飞行后3-5个月，地层标记物以线性增加，每月84％[39，129]。微重力引起的骨骼变化取决于相对于重力矢量的骨骼部位位置。飞行后的恢复取决于飞行的持续时间，并且限于骨骼形成超过吸收的短暂飞行后时期。