Japoneses muestran cómo la microgravedad afecta los músculos y nervios de los astronautas


Es bien sabido que pasar largos períodos en microgravedad puede afectar negativamente la salud y la fisiología de los astronautas. Según décadas de investigación realizada a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), como el muy popular Estudio de Gemelos de la NASA, estos efectos incluyen la pérdida de masa muscular y densidad ósea, así como cambios en la salud cardiovascular, la vista, la función de los órganos y los genes. expresión. Incluso existe la posibilidad de que los astronautas experimenten cambios de humor y problemas psicológicos mientras están en el espacio o durante la recuperación aquí en la Tierra.

El astronauta canadiense Robert Thirsk usando la bicicleta estática en la ISS. El ejercicio es una forma de combatir la atrofia muscular en el espacio. Crédito de la imagen: NASA

Según un estudio reciente realizado por un equipo de investigadores japoneses, uno de los efectos menos estudiados es cómo los períodos prolongados en microgravedad pueden dañar los músculos esqueléticos que son importantes para mantener nuestra postura. Este grupo de músculos, ubicados principalmente en las extremidades, la espalda y el cuello, se conocen con razón como nuestros músculos «antigravedad» porque soportan cargas y nos permiten estar de pie y movernos contra la fuerza de la gravedad. Esta investigación y las contramedidas que proponen podrían tener implicaciones significativas para los astronautas que regresan de estadías prolongadas en el espacio.

La investigación fue dirigida por el Dr. Yoshinobu Ohira, profesor de medicina espacial en el Centro de Investigación de Ciencias Médicas y Espaciales de la Universidad de Doshisha (RCSMC) en Kioto, Japón. A él se unieron otros investigadores del RCSMC, la Organización para las Iniciativas de Investigación y el Desarrollo (ORID) de la Universidad de Doshisha, la Facultad de Medicina de la Universidad de Kindai (Osaka), la Universidad de Matsumoto (Nagano) y la Universidad Toyohashi SOZO (Aichi). El artículo que describe sus hallazgos apareció recientemente en la revista Neuroscience & Biobehavioral Reviews.

El astronauta de la Expedición 38/39, Koichi Wakata (JAXA), utiliza el dispositivo de ejercicio resistivo avanzado (aRED) en el módulo Tranquilidad de la Estación Espacial Internacional en febrero de 2014. Crédito: NASA

Como indicaron en su estudio, el equipo revisó las propiedades neuromusculares de los músculos sóleo y aductor largo (y sus respectivos ganglios dorsales) en astronautas que habían pasado períodos prolongados en el espacio. Estos músculos están ubicados en la pantorrilla y la parte interna del muslo (respectivamente) y son responsables de soportar la carga y ayudarnos a permanecer erguidos en gravedad normal. Cuando se someten a la microgravedad, estos músculos se “descargan” y no tienen nada contra lo que trabajar, lo que lleva a la atrofia gradual de sus fibras y nervios.

Su estudio consideró cómo las propiedades morfológicas, funcionales y metabólicas del sistema neuromuscular responden a la descarga gravitacional en entornos de microgravedad y de baja gravedad. Esto consistió en ejecutar modelos de simulación humanos y de roedores y examinar cómo las señales de motoneuronas entre el músculo esquelético y el sistema nervioso central (actividad aferente y eferente, respectivamente) regulaban las propiedades neuromusculares. Su investigación apareció en una edición especial titulada «Neurociencias espaciales» que conmemora el alunizaje (la misión Apolo 11 de la NASA).

Hábitats agrupados en el borde de un cráter lunar conocido como Lunar Village. Crédito: ESA

Su análisis confirmó que estas señales juegan un papel clave en la regulación de las propiedades musculares y la actividad cerebral. Esto consiste en una disminución en la unidad estructural de los músculos (sarcómeros), lo que resulta en una disminución en su desarrollo, lo que eventualmente conduce a la atrofia muscular, como se ve en los músculos sóleo y aductor largo. Sus resultados indican que la exposición a ambientes de baja gravedad afecta los músculos y los nervios, lo que lleva al deterioro del control motor.

Esto es consistente con los síntomas informados por los astronautas al regresar a la Tierra, donde experimentaron dificultades para caminar a pesar del ejercicio regular a bordo de la ISS, usando cintas de correr, bicicletas y entrenamiento de resistencia. Su trabajo también mostró que pueden surgir desafíos adicionales cuando los astronautas están expuestos a la microgravedad durante seis meses o más, como lo estarían en tránsito a Marte. En resumen, su revisión indica que las contramedidas existentes son inadecuadas para combatir los efectos de la descarga gravitacional.

Afortunadamente, su investigación también señala el camino hacia algunas posibles soluciones. Para empezar, recomiendan estimular el músculo sóleo durante el ejercicio, lo que se puede hacer corriendo o caminando lentamente en una cinta rodante con un aterrizaje de pisada trasera. Agregar cuerdas elásticas para aumentar la resistencia y el estiramiento pasivo periódico del músculo sóleo también parece reducir el riesgo de atrofia. Esta investigación podría desempeñar un papel importante en el desarrollo de contramedidas apropiadas para futuras misiones espaciales de larga duración.

Estos incluyen operaciones continuas a bordo de la ISS, que se extendieron recientemente hasta enero de 2031 (según el último anuncio de la NASA). También será útil a medida que los astronautas comiencen a realizar misiones a largo plazo a la Luna, lo que implicará la creación de hábitats lunares, como Artemis Base Camp, International Moon Village y la Estación de Investigación Lunar Internacional Sino-Rusa (ILRS). . Luego están las misiones tripuladas que la NASA y China planean enviar a Marte en la próxima década, que implicarán tránsitos de 6 a 9 meses.

Garantizar la salud a largo plazo de los astronautas es parte de una constelación de investigaciones que ayudarán a garantizar la salud y la seguridad de los astronautas a medida que nos aventuremos más lejos de la Tierra. Esta investigación es especialmente importante considerando que algún día (quizás más temprano que tarde) los seguirán civiles y posibles colonos. Si el futuro de la humanidad está en el espacio, se deben tener en cuenta todos los aspectos de la vida y el trabajo fuera de la Tierra, y se deben idear posibles soluciones.

Con información de Universetoday

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