Por: Plantilla de escritores de Astrobiology News

Al cuerpo humano le suceden cosas extrañas cuando la gente se aventura en el espacio – y el familiar tirón de la gravedad se desvanece.
Basado en una nota de prensa de Science@NASA por Karen Miller.|

La gravedad nos daña: se puede sentir cuando tratamos de izar y cargar un bulto a la espalda, o al empujar una bicicleta cuesta arriba. Pero la ausencia de gravedad también nos daña: cuando los astronautas regresan de una misión de larga duración en el espacio, algunas veces necesitan ser transportados en camilla.

La Gravedad no es simplemente una fuerza, es también una señal – una señal que le indica al cuerpo como actuar. Por un lado le dice a los músculos y huesos el nivel de resistencia que deben tener. En gravedad cero, los músculos se atrofian rápidamente, ya que el cuerpo percibe que no los necesita. Los músculos que utilizamos para combatir la gravedad – como los de las pantorrillas y la columna, que mantienen la postura – pueden perder hasta un 20% de su masa si no los usamos. La masa muscular puede desaparecer a un ritmo del 5% semanal.

Para los huesos, la pérdida puede ser aún más extrema. La atrofia ósea en el espacio se calcula en torno al 1% mensual, y ciertos modelos sugieren que la pérdida total podría alcanzar de un 40 a un 60 por ciento.

La sangre también siente la gravedad. En la Tierra, la sangre se decanta hacia los pies. Cuando una persona permanece de pie, la presión sanguínea en sus pies puede ser alta – aproximadamente 200 mmHg (milímetros de mercurio). Aunque en el cerebro, es solo de 60 a 80 mmHg. En el espacio, donde echamos de menos el familiar empuje de la gravedad, el gradiente pie-a-cabeza se desvanece. La presión sanguínea a lo largo de todo el cuerpo se iguala y pasa a ser de 100 mmHg aproximadamente. Esa es la razón de que los astronautas parezcan mayores: sus caras, llenas de fluidos se hinchan, y sus piernas, que pueden perder en torno al litro de fluido cada una, adelgazan.

Pero esa variación en la presión sanguínea también envía una señal. Nuestros cuerpos esperan un gradiente en la presión de la sangre. Un nivel más alto en la cabeza lanza una señal de alarma: ¡El cuerpo tiene demasiada sangre! Al cabo de 2 o 3 días de ausencia de peso, los astronautas pueden perder en torno a un 22% del volumen de sangre como resultado de ese mensaje erróneo. Este cambio también afecta al corazón “si tienes menos sangre”, explica e Dr. Victor Schneider, oficial médico investigador en la central de la NASA, “entonces tu corazón no necesita bombear tan rápido. Se va a atrofiar.”

La cuestión es, ¿importan estas pérdidas?

Quizás no, si el plan es permanecer en el espacio para siempre. Pero eventualmente los astronautas regresan a la Tierra – y el cuerpo humano tiene que reajustarse al implacable tirón de la gravedad. La mayoría de las adaptaciones al espacio parecen ser reversibles, pero el proceso de reconstrucción no es necesariamente sencillo.

“Cada uno de los parámetros tienen su propio tiempo normal de recuperación,” dice Schneider. El volumen de sangre, por ejemplo, se restaura normalmente en unos pocos días. “Los astronautas se sienten sedientos en cuanto regresan,” explica Schneider, “porque su cuerpo dice, no tenemos suficiente sangre en nuestros vasos sanguíneos, y eso impulsa a los mensajeros a decir, bebe más. [Al mismo tiempo el cuerpo] no orina demasiado.”

Los músculos también se pueden recobrar. La mayoría regresan “en un mes o así,” aunque pueden tardar algo más en recuperarse por completo. “Normalmente decimos que se tarda un día [de recuperación en la Tierra] por cada día que esa persona pasó en el espacio,” dice Schneider.

Los Huesos se recuperan, aunque, han demostrado ser más problemáticos. Para un vuelo espacial de 3 a 6 meses de duración, dice Schneider, se requieren de 2 a 3 años para recuperar la pérdida ósea – si quieres recuperar la masa ósea, y algunos estudios sugieren que no es posible. “Realmente necesitas ejercitarte un montón,” dice Schneider. “Tienes que trabajar verdaderamente en ello.”

De acuerdo al Dr. Alan Hargens, recientemente en el NASA Ames y ahora profesor de Ortopedia en la escuela médica de San Diego de la Universidad de California, es importante mantener a los astronautas en buenas condiciones físicas. “Queremos que los miembros de la tripulación funcionen normalmente cuando regresen a la Tierra.. sin que tengamos que someterlos a largos períodos de rehabilitación,” añade.

Y la Tierra no es el único planeta que los astronautas podrán visitar. Un día los humanos partirán hacia Marte – un viaje de seis meses en gravedad-cero antes de que desembarquen sobre un planeta con el 38% de la gravedad terrestre. “Tenemos que mantener a esos astronautas en un nivel físico razonablemente alto,” explica Hargens. “Cuando lleguen a Marte, no habrá nadie para ayudarles si se meten en problemas.” Deberán ser capaces de manejarse por si mismos.

La clave está en el ejercicio. Pero ejercitarse en el espacio es diferente a hacerlo en la Tierra. Aquí, el empuje de la gravedad aporta automáticamente una fuerza de resistencia que mantiene a los músculos y huesos. “En el espacio, incluso si haces la misma cantidad de trabajo que sueles hacer aquí en la Tierra, se pierde el componente gravitatorio,” dice Schneider.

Se han desarrollado varios dispositivos para imitar el efecto que aporta la gravedad. Un experimento ruso suministra resistencia uniendo a los astronautas, con correas elásticas, a una cinta de correr mientras hacen jogging. Pero esta particular combinación aún no ha demostrado ser eficiente en la prevención de la pérdida ósea – quizás porque no puede suministrar la carga suficiente. “Las correas son tan incómodas que los astronautas solo pueden ejercitarse al 60 o 70% de su peso corporal,” dice Hargens.

También está el IRED, un Dispositivo Provisional para Ejercicios de Resistencia desarrollado por la NASA. IRED consiste en unas latas que pueden aportar más de 300 libras (136 Kgs.) de resistencia en varios ejercicios. La efectividad de IRED está siendo comprobada todavía, dice Schneider.

Además existe otro dispositivo prometedor que trata de imitar la gravedad aún con más exactitud. Hargens y sus colegas están desarrollando un dispositivo de Presión Negativa a la parte Baja del Cuerpo (LBNP), una cámara que contiene una rueda para andar, y que se basa, dice Hargens, en el principio de succión de una aspiradora corriente. “Hemos descubierto,” dice, “que podemos aportar un peso extra mediante la aplicación de presión negativa a la parte baja del cuerpo.”

El dispositivo, explica Hargens, evita en gran medida la pérdida de las funciones cardiovásculares y de la masa muscular. También parece ser efectivo reduciendo alguno de los indicios de pérdida de hueso. Una razón de esto es que el LBNP permite a los astronautas ejercitarse con un peso corporal efectivo entre el 100 y el 120% de lo que sentirían en la Tierra. Otro punto es que – al contrario que los dispositivos de ejercicio anteriores – restaura el gradiente de presión sanguinea, incrementando la presión de la sangre hacia las piernas.

Existen evidencias crecientes, dice Hargens, de que los sistemas corporales interactúan entre si. Por ejemplo “no puedes someter a un hueso a cargas altas y esperar después a que se recupere si no estás tomando la precaución de que la sangre fluya con normalidad hasta ese hueso.”

Los científicos aún no están seguros de el modo en que la gravedad “indica” al cuerpo que mantenga fuerte los músculos y huesos. “Sabemos que, de algún modo, partiendo de una señal mecánica la gravedad se transforma en una señal química – y sabemos muchas cosas de esas señales químicas,” dice Schenider. Las señales mecánicas, sin embargo, siguen siendo un misterio.

Solucionando estos problemas, dice Schneider, podríamos obtener mejores terapias para la gente que no está usando la gravedad correctamente aquí en la Tierra. El envejecimiento es el ejemplo perfecto. Vivir en gravedad-cero imita muy certeramente los efectos del envejecimiento. Al igual que los astronautas, los ancianos luchan contra la pérdida de gravedad. Estas personas son más sedentarias, lo cual dispara el círculo vicioso de las atrofias musculares y óseas, así como la reducción en el volumen de sangre.

Si los investigadores pudieran identificar las señales que generan el fortalecimiento en músculos y huesos, entonces sería posible “conseguir nuevas píldoras y ejercicios” que provocasen esas señales aquí en la Tierra.

“Solo estamos empezando con las investigaciones… observando los cambios que puedan ayudar a los humanos,” dice Schenider. “Hay tantas preguntas maravillosas.”

¿Y las respuestas? Están esperando por nosotros.. ahí arriba en el espacio, donde la ausencia de peso nos recuerda que la gravedad no es del todo mala. Algunas veces es una pelea, nuestro combate diario con la gravedad, !pero ahora sabemos que esa pelea es buena!