Como a microgravidade afeta os ossos e músculos dos astronautas?

A microgravidade enfraquece ossos e músculos. Os efeitos estão interligados, pois o enfraquecimento dos músculos acelera o enfraquecimento dos ossos. Isso pode deixar os astronautas com perda óssea e muscular a longo prazo. Compreender - e, com sorte, combater - os efeitos da microgravidade nos ossos e músculos dos astronautas é um desafio crítico para as viagens espaciais.

A microgravidade enfraquece os músculos de várias maneiras, que foram exploradas em um estudo de 2003 pela Universidade de Udine, na Itália. Após cerca de 240 dias no espaço, a força total dos astronautas cai para cerca de 70 por cento de sua força inicial. Os músculos humanos têm dois tipos de fibras musculares, que são afetadas de forma ligeiramente diferente, embora ambas enfraqueçam. As fibras de contração lenta enfraquecem aproximadamente na mesma taxa que a força total. No entanto, as fibras musculares de contração rápida atrofiam ainda mais rapidamente e, após cerca de seis meses, têm cerca de 45% de sua força inicial. Isso deixa os músculos dos astronautas muito enfraquecidos. Curiosamente, a perda muscular parece acontecer mais radicalmente na parte superior do corpo, enquanto a perda óssea tende a causar os efeitos mais sérios na parte inferior.

A microgravidade causa osteopenia, a perda de densidade óssea, uma condição relacionada à osteoporose. Na verdade, de acordo com o Dr. Jay Shapiro, o líder da equipe de estudos ósseos no National Space Biomedical Research Institute, "a magnitude deste (problema) levou a NASA a considerar a perda óssea um risco inerente de voos espaciais prolongados. "Um dos principais componentes desse problema deriva da atividade no sistema celular nível. Em condições normais, um conjunto de células chamadas osteoclastos rompem o osso enquanto outro tipo de célula óssea, os osteoblastos, criam um novo osso ao mesmo tempo. No entanto, os osteoblastos respondem ao estresse, construindo ossos onde o corpo os pressiona. No espaço, os ossos sentem muito pouco estresse, já que a gravidade não está puxando os ossos e os músculos enfraquecidos colocam menos estresse sobre os ossos. Isso faz com que o processo de destruir o osso antigo e construir um novo osso fique fora de sincronia, resultando em ossos enfraquecidos. Mas outros fatores também parecem contribuir para o problema. Por exemplo, o corpo tende a produzir fibras de colágeno malformadas na microgravidade, o que contribui para o declínio da saúde óssea.

No nível clínico, essas mudanças nos ossos e músculos causam muitos problemas para os astronautas. A perda óssea é mais pronunciada na metade inferior do corpo, onde os astronautas podem perder 1 a 2 por cento do sua massa óssea por mês, embora pareça estabilizar em cerca de 20 por cento de perda óssea no período mais longo vôos espaciais. O enfraquecimento dos ossos e músculos, em última análise, assemelha-se aos efeitos de períodos prolongados de repouso na cama. Os astronautas precisam de tempo para readaptar seus músculos à gravidade da Terra. Além disso, o cálcio se acumula no sangue à medida que os ossos perdem massa. Isso promove cálculos renais em astronautas.

A NASA tem vários métodos à sua disposição para combater essas condições. Primeiro, o exercício no espaço ajuda a diminuir a perda óssea e a fraqueza muscular. Adicionar exercícios do tipo "explosivo" com movimentos repentinos pode aumentar ainda mais o benefício do exercício em protelar os piores efeitos da microgravidade. Da mesma forma, o exercício em uma centrífuga pode reduzir ainda mais os efeitos de longo prazo da microgravidade e ajudar a fortalecer os músculos do coração. Além disso, mudanças na dieta dos astronautas se mostraram promissoras na redução dos efeitos da microgravidade nos ossos e músculos. Por último, a NASA começou a fazer experiências com o uso de medicamentos para combater a perda óssea. Especificamente, a NASA começou a distribuir bifosfonato para astronautas, um medicamento usado para tratar e prevenir a osteoporose na Terra. Os cientistas esperam que a compreensão da perda óssea por microgravidade possa se traduzir em um tratamento melhor para as pessoas na Terra com doenças ósseas como a osteoporose.