La microgravedad debilita los huesos y los músculos. Los efectos están interconectados, ya que el debilitamiento del músculo acelera el debilitamiento del hueso. Esto puede dejar a los astronautas con pérdida muscular y ósea a largo plazo. Comprender, y con suerte combatir, los efectos de la microgravedad en los huesos y músculos de los astronautas presenta un desafío crítico para el viaje espacial.
Fortaleza muscular
La microgravedad debilita los músculos de varias maneras, que fueron exploradas en un estudio de 2003 realizado por la Universidad de Udine en Italia. Después de aproximadamente 240 días en el espacio, la fuerza total de los astronautas se reduce a alrededor del 70 por ciento de su potencia inicial. Los músculos humanos tienen dos tipos de fibras musculares, que se afectan de forma ligeramente diferente, aunque ambas se debilitan. Las fibras de contracción lenta se debilitan aproximadamente a la misma velocidad que la fuerza total. Sin embargo, las fibras musculares de contracción rápida se atrofian aún más rápidamente, y después de aproximadamente seis meses tienen alrededor del 45 por ciento de su potencia inicial. Esto deja los músculos de los astronautas muy debilitados. Curiosamente, la pérdida muscular parece ocurrir más radicalmente en la parte superior del cuerpo, mientras que la pérdida ósea tiende a causar los efectos más graves en la parte inferior del cuerpo.
Pérdida de hueso
La microgravedad causa osteopenia, la pérdida de densidad ósea, una condición relacionada con la osteoporosis. De hecho, de acuerdo con el Dr. Jay Shapiro, líder del equipo de estudios óseos en el Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial, "la magnitud de este (problema) ha llevado a la NASA a considerar la pérdida ósea como un riesgo inherente de vuelos espaciales extendidos". Un componente importante en este problema proviene de la actividad a nivel celular. En condiciones normales, un conjunto de células llamadas osteoclastos rompe el hueso mientras que otro tipo de células óseas, los osteoblastos crean hueso nuevo al mismo tiempo. Sin embargo, los osteoblastos responden al estrés, acumulando hueso donde el cuerpo lo empuja. En el espacio, los huesos sienten muy poco estrés, ya que la gravedad no tira de los huesos y los músculos debilitados ejercen menos presión sobre los huesos. Esto hace que el proceso de derribar huesos viejos y construir hueso nuevo se desincronice, lo que resulta en huesos debilitados. Pero otros factores parecen contribuir al problema también. Por ejemplo, el cuerpo tiende a producir fibras de colágeno malformadas en microgravedad, lo que contribuye a la disminución de la salud ósea.
Síntomas de la microgravedad
A nivel clínico, estos cambios en el hueso y el músculo causan muchos problemas para los astronautas. La pérdida ósea es más pronunciada en la mitad inferior del cuerpo, donde los astronautas pueden perder de 1 a 2 por ciento de su masa ósea por mes, aunque parece estabilizarse en alrededor del 20 por ciento de pérdida ósea en los vuelos espaciales más largos. El debilitamiento de los huesos y los músculos se asemeja a los efectos de períodos prolongados de reposo en cama. Los astronautas necesitan tiempo para readaptar sus músculos a la gravedad de la Tierra. Además de esto, el calcio se acumula en la sangre a medida que los huesos pierden masa. Esto promueve los cálculos renales en los astronautas.
Enfrentar los problemas de salud
La NASA tiene varios métodos a su disposición para combatir estas afecciones. Primero, el ejercicio en el espacio ayuda a disminuir la pérdida ósea y la debilidad muscular. Agregar ejercicios de tipo "explosivo" con movimientos bruscos puede aumentar aún más el beneficio del ejercicio para evitar los peores efectos de la microgravedad. Del mismo modo, hacer ejercicio en una centrífuga puede reducir aún más los efectos a largo plazo de la microgravedad y ayudar a fortalecer los músculos del corazón. Además, los cambios en la dieta de los astronautas han demostrado ser prometedores para disminuir los efectos de la microgravedad en los huesos y los músculos. Por último, la NASA ha comenzado a experimentar con el uso de medicamentos para combatir la pérdida ósea. Específicamente, la NASA comenzó a emitir bisfosfonatos para astronautas, un medicamento utilizado para tratar y prevenir la osteoporosis en la Tierra. Los científicos esperan que la comprensión de la pérdida ósea de microgravedad se traduzca en un mejor tratamiento para las personas en la tierra con trastornos óseos como la osteoporosis.
