La NASA y la Agencia Espacial Nacional de China (CNSA) planean enviar astronautas a Marte ya en la próxima década.
Naturalmente, este ambicioso objetivo requiere mucha planificación, investigación y anticipación y preparación para todos los desafíos potenciales. Entre ellos, la salud y la seguridad de los astronautas son primordiales.
Además de los peligros asociados con los largos tiempos de tránsito (la radiación y los efectos de largos períodos en microgravedad), está la cuestión del propio Marte.
Aparte de la exposición a niveles elevados de radiación, la gravedad marciana es aproximadamente el 38 por ciento de la de la Tierra.
Esto tiene el potencial de generar riesgos para la salud a largo plazo. Un equipo internacional de investigadores está estudiando actualmente cómo la gravedad marciana afectará a un aspecto clave de la salud humana: el músculo esquelético.
Este músculo, que es el tejido más abundante del cuerpo humano (representa más del 40 por ciento de la masa corporal total), es esencial para el movimiento y la salud metabólica.
Es más, este tejido es especialmente sensible y una menor gravedad podría provocar una pérdida sustancial de fuerza, tamaño y rendimiento muscular. Por tanto, es importante determinar cómo le irá a este tejido muscular en el entorno marciano.
El equipo de investigación estuvo compuesto por científicos del Instituto de Medicina de la Universidad de Tsukuba, la Organización Tohoku Medical Megabank, el Centro de Investigación Avanzada para Innovaciones en Medicina de Próxima Generación (INGEM), el Centro Médico Beth Israel Deaconess, el Hospital Brigham and Women’s, el Centro de Utilización del Medio Ambiente Espacial de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y varias universidades.
Los resultados de su investigación aparecieron en la revista. Avances científicos.
Para su experimento, el equipo estudió cómo la menor gravedad afectaba el tejido del músculo esquelético en 24 ratones enviados al módulo experimental Kibo de JAXA.
Luego, estos ratones fueron colocados en un dispositivo centrífugo desarrollado por JAXA llamado Sistema de Investigación de Gravedad Artificial Múltiple (MARS), donde fueron sometidos a cuatro niveles diferentes de gravedad (microgravedad, 0,33 g, 0,67 gy 1 g) durante un período de 28 días.
Los ratones fueron sometidos a pruebas previas al vuelo antes del lanzamiento en el Centro Espacial Kennedy de la NASA, donde fueron devueltos para tomar muestras después del vuelo.
Luego, estas muestras fueron examinadas por científicos del Laboratorio de Metabolismo y Biología Muscular (MMBL) del Departamento de Nutrición de la Universidad de Rhode Island (URI). Como atestiguó la profesora Marie Mortreux, que dirige el MMBL, en una noticia de Rhody Today:
“Si bien podemos simular vuelos espaciales en la Tierra en humanos, es extremadamente complicado y costoso. Tenemos centrifugadoras que pueden usarse para exponer temporalmente a los humanos a ciertos niveles de gravedad, pero no es homogénea ni constante.
Usamos niveles de gravedad que estaban igualmente separados para tener una mejor idea de la dosis-respuesta de cada sistema a la gravedad. El grupo de prueba que estuvo expuesto a 0,33 g estaba extremadamente cerca de la gravedad marciana (0,38 g). Nuestros hallazgos para ese grupo pueden traducirse en acciones que permitan la exploración de Marte”.
Mortreux y su equipo analizaron el peso, la fuerza y el movimiento de los ratones una vez que fueron devueltos al Centro Espacial Kennedy de la NASA. Su análisis mostró que 0,33 g mitigaron la atrofia muscular inducida por los vuelos espaciales, con una prevención total de 0,67 g.
También midieron la fuerza de agarre de las extremidades anteriores de los ratones mediante miografía de impedancia eléctrica (EIM), que mostró que 0,67 g eran suficientes para mantener el rendimiento muscular.
Sus resultados demostraron colectivamente que 0,67 g es un umbral crítico para mitigar la atrofia muscular causada por vuelos espaciales prolongados.
Además, un análisis del plasma sanguíneo de los ratones identificó 11 metabolitos que mostraban cambios dependientes de la gravedad, lo que sugiere que podrían servir como biomarcadores potenciales para monitorear las adaptaciones fisiológicas en los astronautas.
Este trabajo se basa en investigaciones anteriores que Montreux realizó con la profesora Mary Bouxsein (coautora del estudio) en la Facultad de Medicina de Harvard.
Mientras que Bouxsein desarrolló el modelo de gravedad parcial de ratón terrestre a principios de la década de 2010, Montreux desarrolló el modelo de gravedad parcial de rata en Harvard. Como tal, los dos conocen bien el impacto que tienen los diferentes niveles de gravedad en los tejidos musculoesqueléticos.
“Dado que esta misión tenía como objetivo evaluar la gravedad como un continuo, estábamos perfectamente posicionados para ver si nuestros resultados terrestres tenían resultados similares cuando se aplicaba una carga mecánica reducida en órbita”, dijo Montreux.
“Trabajar con un equipo internacional fue desafiante y emocionante. Creo que mi experiencia trabajando en Italia, Francia y Estados Unidos me preparó para esas colaboraciones a gran escala”.
Una conclusión de este estudio es que las futuras misiones a Marte deberán tener en cuenta la mitigación de la pérdida de músculo esquelético durante el largo tránsito entre la Tierra y Marte.
Los astronautas realizan operaciones científicas con regularidad y necesitan mantener la movilidad y la fuerza muscular. Lo mismo se aplica a su salud física al regresar a la Tierra.
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Estos hallazgos sugieren que los toros giratorios serían una sabia adición a cualquier plan futuro de vuelo espacial, al estilo de la NASA. Transporte universal no atmosférico destinado a una larga exploración en los Estados Unidos (NAUTILUS-X) y aspectos similares.
Este artículo fue publicado originalmente por Universe Today. Lea el artículo original.