Por el consejo redactor de Astrobiology News



La ausencia de peso parece desde luego algo muy divertido, pero la exposición prolongada a la gravedad cero del espacio puede tener algunos efectos secundarios negativos, como el debilitamiento de los huesos humanos.

Basado en una nota de prensa de Sciense@NASA de Doug Hollander y Patrick L. Barry.|

Todos saben que el espacio es peligroso. Algunos de sus peligros son evidentes: vacío integral, frío extremo e impredecibles explosiones solares de radiación.

Otros peligros son más peculiares. Los efectos de una ausencia de peso prolongada sobre el cuerpo humano, por ejemplo, pueden ser lentos y sutiles, aunque no menos peligrosos si los astronautas no toman las precauciones adecuadas.

Un efecto particularmente serio de los vuelos espaciales prolongados es el debilitamiento de los huesos debido a la pérdida progresiva de masa ósea. El estudio de los cosmonautas y astronautas que pasaron muchos meses a bordo de la estación espacial Mir mostró que los viajeros espaciales pueden perder el 1 o el 2 por ciento de la masa ósea cada mes, una pérdida que los doctores aún no saben cómo prevenir. "La magnitud de este efecto ha llevado a la NASA a considerar la pérdida ósea como un riesgo inherente a los vuelos espaciales prolongados" dice el doctor Jay Shapiro, jefe de equipo de estudios óseos en el National Space Biomedical Research Institute.

Los viajeros espaciales no son los únicos que se preocupan por la pérdida ósea. Por lo menos 10 millones de personas sufren pérdida de masa ósea en los Estados Unidos, y un número desconocido en todo el mundo: recibe el nombre de osteoporosis. Las mujeres postmenopáusicas son especialmente propensas a la osteoporosis, pero la mayoría de nosotros contrae la enfermedad al envejecer, incluso los hombres. Los investigadores esperan que al resolver el problema de la pérdida ósea en el espacio se revelarán importantes pistas acerca de lo que causa la osteoporosis aquí en la Tierra.

Los astronautas experimentan la pérdida de masa ósea en la mitad inferior de sus cuerpos, especialmente en las vértebras lumbares y en los huesos de las piernas. La disminución de masa ósea eleva también el nivel de calcio en sangre, lo que incrementa el riesgo de piedras renales.

Los investigadores sospechan que la auténtica causa de la pérdida ósea en el espacio es la ausencia de peso.

De hecho, el tirón gravitatorio a 350 kilómetros de distancia de la superficie del planeta (la distancia a la que orbitan la estación espacial y el shuttle) es un 90 por ciento del que hay en la superficie. Eso apenas suena a ausencia de peso. Sin embargo, los astronautas en órbita sienten la ausencia de gravedad porque ellos y sus naves están juntos en caída libre hacia la Tierra. (La estación espacial no se estrella contra el suelo a causa de su elevada velocidad, 28.000 kilómetros por hora, que hace coincidir su trayectoria de caída con la curvatura de la Tierra. Literalmente "se cae alrededor" del planeta.) Igual que la gravedad parece suspenderse brevemente en un ascensor cuando desciende, del mismo modo la tripulación de la estación espacial experimenta un efecto de gravedad cero en la caída libre.

En esta caída libre, los huesos no tienen que proporcionar apoyo para la locomoción o ni siquiera para mantener la posición del cuerpo. Como resultado, no se aplica al sistema esquelético ninguna tensión o fuerza mecánica. Los científicos creen que la falta de tensión sobre los huesos puede ser la responsable de la pérdida ósea progresiva que se observa en los que habitan en el espacio durante largo tiempo. (La falta de tensión sobre los huesos entre los habitantes de la Tierra sedentarios, como los que están confinados a la cama a causa de una enfermedad o de su edad, también contribuye a la osteoporosis.)

La gente a menudo piensa que los huesos son columnas de calcio rígidas e invariables. Pero los huesos son en realidad tejidos vivos y dinámicos que constantemente se reconstruyen a sí mismos como respuesta a las tensiones que sufren. (Así es cómo los arqueólogos pueden decir si unos restos de un esqueleto pertenecían a un campesino o a un aristócrata, por ejemplo. El incesante tirón de los músculos del trabajador provoca que los huesos se reconstruyan a sí mismos ligeramente allí donde los músculos se conectan.)

Esta reconstrucción es llevada a cabo por dos tipos de células óseas que están continuamente depositando y extrayendo minerales de fosfato de calcio de la matriz estructural del hueso. Las acciones de estos dos tipos de células ("osteoblastos", que depositan el fosfato de calcio y "osteoclastos", que lo movilizan) habitualmente se equilibran la una a la otra. Cuando el cuerpo tiene una deficiencia de calcio, o durante una osteoporosis patológica, la movilización de los cristales estructurales de fosfato de calcio supera a su sustitución, y ello conduce al debilitamiento del hueso.

En ausencia de peso prolongada la masa ósea parece disminuir a causa de que la falta de tensión sobre los huesos ralentiza la formación de osteblastos. Pocas células constructora de hueso, junto con un nivel constante de actividad constructora del mismo, se traduce en una pérdida neta de masa ósea. En la actualidad se investiga en la Vanderbilt University por qué la ausencia de peso inhibe el desarrollo de los osteoblastos. Una clave química en el desarrollo de lo osteoblastos desde sus células precursoras es una enzima llamada "creatinakinasa-B". Los investigadores están intentando averiguar qué moléculas del cuerpo regulan la actividad de esta enzima y cómo su química se ve afectada por la baja gravedad, con la esperanza de que este conocimiento conduzca a un modo de compensar la producción de osteoblastos en el espacio.

Otro estudio del Medical College de Georgia está investigando una posible conexión entre la comida y la destrucción ósea. La ingestión de comida modifica los niveles de cierta hormona, llamada "péptido insulinotrópica gluco-dependiente", que aumenta en el torrente sanguíneo. La principal función de esta hormona es estimular la producción de insulina después de una comida, que a cambio obliga a las células a absorber de la sangre glucosa proveedora de energía.

Las células óseas son sensibles también a esta hormona. Los investigadores han averiguado que cuando esta hormona se asocia al receptor molecular de las células óseas, la actividad de los osteoclastos (destructores de huesos) desciende y la de los osteoblastos (creadores de huesos) aumenta.

¿Se podría proporcionar hormonas como esta a los viajeros espaciales como un suplemento para prevenir la degradación ósea? Los científicos aún no lo saben.

La terapia genética podría jugar también un papel, como lo sugieren las variaciones de pérdida ósea observadas entre astronautas y cosmonautas.

"Ese uno o dos por ciento de pérdida mensual es una pérdida ósea estimada, un valor medio" dice Shapiro. "Ciertos individuos pierden hasta un veinte por ciento de masa ósea en vuelos de seis meses en sus extremidades inferiores, mientras que unos pocos no pierden nada durante el mismo tiempo en el espacio."

"Una pérdida ósea de esta magnitud conduce a un incremento significativo de la tasa de fracturas, que puede llegar a ser hasta cinco veces mayor de lo que se espera entre los huesos de masa normal en la Tierra" añade. "La fractura de un miembro de una persona entre, digamos, seis de una tripulación espacial comprometería seriamente los objetivos de una misión."

De hecho, añade Shapiro, "el problema de la pérdida ósea puede ser superado antes de que la gente se sitúe en la posición de llevar a cabo tareas físicamente arriesgadas (después de un largo viaje con gravedad cero)." Los futuros astronautas que visiten Marte, por ejemplo, necesitarán huesos fuertes y saludables cuando salgan de sus naves hacia el planeta rojo.

Los humanos van a tardar todavía en caminar sobre Marte, pero la pérdida ósea no es una preocupación lejana. Aquí en nuestro propio planeta hay millones que sufren de osteoporosis, una enfermedad que afecta por igual a la gente corriente y a los exploradores de tierras lejanas. Resolver el problema en el espacio, dicen los investigadores, traerá probablemente un bienvenido alivio a la Tierra.