La microgravité affaiblit à la fois les os et les muscles. Les effets sont interconnectés, puisque l'affaiblissement des muscles accélère l'affaiblissement des os. Cela peut laisser les astronautes avec une perte musculaire et osseuse à long terme. Comprendre - et, espérons-le, combattre - les effets de la microgravité sur les os et les muscles des astronautes présente un défi critique pour les voyages spatiaux.
Force musculaire
La microgravité affaiblit les muscles de plusieurs manières, qui ont été explorées dans une étude réalisée en 2003 par l'Université d'Udine en Italie. Après environ 240 jours dans l'espace, la force totale des astronautes tombe à environ 70 pour cent de leur force de départ. Les muscles humains ont deux types de fibres musculaires, qui sont affectées légèrement différemment, bien que les deux s'affaiblissent. Les fibres à contraction lente s'affaiblissent à peu près au même taux que la force totale. Cependant, les fibres musculaires à contraction rapide s'atrophient encore plus rapidement et, après environ six mois, elles ont environ 45% de leur force de départ. Cela laisse les muscles des astronautes considérablement affaiblis. Curieusement, la perte musculaire semble se produire le plus radicalement dans le haut du corps, tandis que la perte osseuse a tendance à provoquer les effets les plus graves dans le bas du corps.
Perte osseuse
La microgravité provoque l'ostéopénie, la perte de densité osseuse, une condition liée à l'ostéoporose. En fait, selon le Dr Jay Shapiro, chef d'équipe des études osseuses au National Space Biomedical Research Institute, « l'ampleur de ce (problème) a conduit la NASA à considérer la perte osseuse comme un risque inhérent aux vols spatiaux prolongés. niveau. Dans des conditions normales, un ensemble de cellules appelées ostéoclastes brise l'os tandis qu'un autre type de cellule osseuse, les ostéoblastes, crée en même temps un nouvel os. Cependant, les ostéoblastes réagissent au stress, en construisant de l'os là où le corps pousse dessus. Dans l'espace, les os ressentent très peu de stress, car la gravité ne tire pas sur les os et les muscles affaiblis exercent moins de stress sur les os. Cela provoque le désynchronisation du processus de déchirement de l'os ancien et de construction d'un nouvel os, ce qui entraîne un affaiblissement des os. Mais d'autres facteurs semblent également contribuer au problème. Par exemple, le corps a tendance à produire des fibres de collagène mal formées en microgravité, ce qui contribue à la détérioration de la santé des os.
Symptômes de la microgravité
Au niveau clinique, ces changements au niveau des os et des muscles causent de nombreux problèmes aux astronautes. La perte osseuse est plus prononcée dans la moitié inférieure du corps, où les astronautes peuvent perdre 1 à 2 pour cent de leur masse osseuse par mois, bien qu'elle semble se stabiliser à environ 20 pour cent de perte osseuse dans le plus long vols spatiaux. L'affaiblissement des os et des muscles ressemble finalement aux effets de périodes prolongées d'alitement. Les astronautes ont besoin de temps pour réadapter leurs muscles à la gravité terrestre. En plus de cela, le calcium s'accumule dans le sang à mesure que les os perdent de la masse. Cela favorise les calculs rénaux chez les astronautes.
Contrer les problèmes de santé
La NASA dispose de plusieurs méthodes pour lutter contre ces conditions. Premièrement, l'exercice dans l'espace aide à réduire la perte osseuse et la faiblesse musculaire. L'ajout d'exercices de type « explosif » avec des mouvements brusques peut encore augmenter le bénéfice de l'exercice en évitant les pires effets de la microgravité. De même, l'exercice dans une centrifugeuse peut réduire davantage les effets à long terme de la microgravité et aider à renforcer les muscles du cœur. De plus, les changements apportés au régime alimentaire des astronautes se sont révélés prometteurs pour réduire les effets de la microgravité sur les os et les muscles. Enfin, la NASA a commencé à expérimenter l'utilisation de médicaments pour lutter contre la perte osseuse. Plus précisément, la NASA a commencé à délivrer aux astronautes du bisphosphonate, un médicament utilisé pour traiter et prévenir l'ostéoporose sur Terre. Les scientifiques espèrent que la compréhension de la perte osseuse en microgravité pourra se traduire par un meilleur traitement pour les personnes sur Terre souffrant de troubles osseux comme l'ostéoporose.