Muchos astronautas nunca recuperan toda su densidad ósea después de regresar a la Tierra


En su libro Endurance, el astronauta Scott Kelly describió la ardua tarea de readaptarse a la vida en la Tierra después de pasar un año en el espacio. Como parte del Estudio de Gemelos de la NASA, Kelly vivió y trabajó a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) mientras su gemelo idéntico (el astronauta Mark Kelly) permanecía en la Tierra. Si bien los resultados de este estudio revelaron cómo la exposición prolongada a la microgravedad podría conducir a todo tipo de cambios fisiológicos, la larga y dolorosa recuperación que Kelly describió en su libro pintó una imagen mucho más personal y sincera.

Resulta que los astronautas que pasan períodos prolongados en el espacio nunca se recuperarán por completo. Al menos, esa es la conclusión a la que llegó un equipo internacional dirigido por la Universidad de Calgary después de evaluar la fortaleza ósea de varios astronautas antes y después de ir al espacio. Descubrieron que después de doce meses de recuperación, los huesos del astronauta no se habían regenerado por completo. Estos hallazgos podrían tener implicaciones significativas para futuras misiones propuestas, muchas de las cuales involucran estadías de larga duración en el espacio, la Luna y Marte.

El estudio fue dirigido por Leigh Gabel, profesora asistente de kinesiología en la Universidad de Calgary, miembro del Instituto McCaig para la Salud de los Huesos y las Articulaciones y del Instituto de Investigación del Hospital Infantil de Alberta. A ella se unieron investigadores del Laboratorio de Rendimiento Humano (HPL) de la UofC, el Centro Alemán de Inmunoterapia (DZI) de la Universidad de Erlangen-Nuremberg, la Universidad de Bonn, la Rama Médica de la Universidad de Texas y el Departamento de Salud y Rendimiento Humano. (HH&P) en el Centro Espacial Johnson de la NASA. El estudio que describe su investigación apareció recientemente en Science Reports, una revista científica publicada por Nature.

Según investigaciones en curso realizadas a bordo de la ISS (incluido el Estudio de gemelos de la NASA), la exposición a largo plazo a la microgravedad puede tener un impacto considerable en la salud y el bienestar de los astronautas. Estos incluyen la pérdida de masa muscular y densidad ósea, la vista, la salud cardiovascular, la función de los órganos, los efectos psicológicos y la expresión génica. Además, reaclimatarse a la gravedad de la Tierra es doloroso ya que (literalmente) todas las células del cuerpo se ven obligadas a readaptarse a una aceleración constante de 9,8 m/s2 hacia el centro de la Tierra.

Los astronautas gemelos idénticos, Scott y Mark Kelly, fueron los sujetos del Estudio de Gemelos de la NASA. Crédito: NASA

En última instancia, los efectos dependen de la duración de la estancia de un astronauta en órbita. Como resultado, las agencias espaciales están ansiosas por determinar cuánto tiempo pueden permanecer los astronautas en el espacio, el costo que esto tendrá en su salud y si pueden o no recuperarse por completo una vez que estén en casa. Steven K. Boyd, director del Instituto McCaig y coautor del artículo, explicó a Universe Today por correo electrónico:

“Los efectos del vuelo espacial variaron según el tiempo que los astronautas pasaron en el espacio en nuestro estudio, que osciló entre 4 y 7 meses. Aquellos que pasaron más tiempo en el espacio perdieron más hueso y no pudieron recuperarlo después de 12 meses en la Tierra. La preocupación es que con las misiones anticipadas a Marte, que podrían llevar años, la pérdida ósea podría ser sustancial. No sabemos si en algún momento la pérdida ósea disminuirá y se estabilizará. La próxima fase de nuestro estudio es participar en el proyecto CIPHER de la NASA, que monitorea varios aspectos de la salud humana (incluida la salud ósea) en misiones a más largo plazo de hasta un año. Esperamos que no veamos una pérdida ósea mucho peor después de un año en comparación con ~6 meses, pero no sabemos…”

Por lo general, la densidad ósea se mide mediante absorciometría de rayos X dual (DXA), que utiliza dosis muy pequeñas de radiación ionizante para medir la cantidad de pérdida ósea. Por el bien de su estudio, el equipo examinó la salud ósea de diecisiete astronautas (fuerza, densidad y microarquitectura) utilizando tomografía computarizada cuantitativa periférica de alta resolución (HR-pQCT). Esto permitió al equipo producir mediciones tridimensionales de la densidad ósea con una resolución de 61 nanómetros (µm).

El equipo realizó estas mediciones antes de que los astronautas fueran al espacio, a su regreso a la Tierra y después de 6 y 12 meses de recuperación para evaluar los biomarcadores del recambio óseo y el ejercicio. Como explicó Boyd usando una metáfora estructural, parte de la pérdida nunca se recupera por completo:

“Si usó la metáfora del Tour Eiffel, las barras de metal que componen el recorrido son similares a los elementos estructurales óseos que podemos ver en alta resolución. Durante los vuelos espaciales, algunas de esas «varillas» se desconectan a medida que se reabsorbe el hueso. De vuelta en la Tierra, se recupera algo de hueso, pero el hueso nuevo se coloca sobre la estructura restante. El cuerpo no puede volver a conectar mágicamente esas «varillas» y esto da como resultado una estructura permanentemente diferente, incluso si la densidad ósea se recupera parcial o totalmente. Es como si la Torre Eiffel tuviera casi la misma cantidad de metal, pero menos varillas y, por lo tanto, no tan fuerte”.

En resumen, su análisis mostró que los astronautas experimentaron una pérdida del 0,9 % al 2,1 % en la densidad mineral ósea (DMO). Se observaron disparidades similares al comparar la DMO general de los astronautas, así como sus valores de DMO cortical y trabéculas. Estos tipos de huesos consisten en la microarquitectura porosa y esponjosa que constituye la estructura interna de los huesos y la densa capa ósea externa que constituye casi el 80 % de la masa esquelética (respectivamente). Para decirlo de otra manera, los astronautas sufrieron un grado de pérdida ósea acorde con una década o más de vida regular en la Tierra.

Se muestra a la astronauta de la NASA Tracy Caldwell Dyson (ingeniera de vuelo de la Expedición 24) mirando a través de la cúpula de la Estación Espacial Internacional. Créditos: NASA

Esto confirma los hallazgos de investigaciones anteriores que mostraban cómo las estancias prolongadas en órbita tenían un efecto de envejecimiento en el cuerpo humano y sus funciones. Boyd dijo que estos hallazgos tienen implicaciones significativas para el futuro de los vuelos espaciales y exigen que se realicen más investigaciones:

“Necesitamos comprender los efectos a largo plazo de la microgravedad en la salud ósea para que durante las misiones más largas podamos estar seguros de que los huesos del astronauta no se debilitan demasiado. También necesitamos saber si los astronautas pueden recuperarse una vez que regresen a la Tierra para que puedan realizar sus actividades normales. La cantidad de déficit de pérdida ósea a los 12 meses después del regreso a la Tierra no significa que los astronautas comenzarán a romperse los huesos, pero si pierden aún más en vuelos de larga duración, podría convertirse en una gran preocupación”.

Para 2033, la NASA y China esperan comenzar a enviar misiones tripuladas a Marte cada 26 meses (cuando los dos planetas estén más cerca uno del otro en sus órbitas). Usando tecnología convencional, un viaje de ida a Marte tomará de seis a nueve meses, seguido de unos meses de operaciones científicas en la superficie del planeta. Esto significa que los astronautas que se dirijan a Marte tendrán que pasar hasta un año y medio en microgravedad y varios meses en la gravedad marciana (38,5 % de la gravedad de la Tierra) antes de llegar a casa.

Más cerca de casa, la NASA, la ESA, China, Rusia y varias entidades comerciales están preparando programas de exploración que, para citar a la NASA sobre el objetivo de su Programa Artemis, crearán un «programa sostenido de exploración lunar». Esto incluirá la creación de hábitats de superficie que puedan acomodar tripulaciones rotativas y operaciones científicas en curso, como el campamento base Artemis de la NASA, la Aldea Internacional de la Luna de la ESA y la Estación de Investigación Lunar Internacional Sino-Rusa (ILRS). Esto significa que los astronautas (y posiblemente los civiles) pasarán períodos prolongados en la gravedad lunar (16,5% de la de la Tierra).

Cuando se considera cuánta planificación se dedica a la exploración y comercialización del espacio, parece haber pocas dudas de que el futuro de la humanidad está ahí fuera. Pero antes de embarcarnos en esta visión audaz, debemos saber todo lo que podamos sobre los riesgos y las oportunidades. Si bien el potencial de avances científicos es inconmensurable (y las oportunidades comerciales también pueden ser inmensas), también lo son los peligros.

Con información de Nature

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