Mikrogravitacija oslabi kosti in mišice. Učinki so medsebojno povezani, saj oslabelost mišic pospeši oslabelost kosti. Zaradi tega lahko astronavti dolgoročno izgubijo mišice in kosti. Razumevanje in upanje boja proti učinkom mikrogravitacije na kosti in mišice astronavtov predstavlja kritičen izziv za vesoljska potovanja.
Mišična moč
Mikrogravitacija oslabi mišice na več načinov, kar je leta 2003 raziskala Univerza v Vidmu v Italiji. Po približno 240 dneh v vesolju skupna moč astronavtov pade na približno 70 odstotkov začetne moči. Človeške mišice imajo dve vrsti mišičnih vlaken, ki sta nekoliko različno prizadeti, čeprav obe oslabita. Vlakna s počasnim trzanjem slabijo približno enako hitro kot celotna trdnost. Vendar se mišična vlakna, ki se hitro trzajo, še hitreje atrofirajo in po približno šestih mesecih imajo približno 45 odstotkov začetne moči. Zaradi tega so mišice astronavtov močno oslabljene. Zanimivo je, da se zdi, da se izguba mišic najbolj radikalno zgodi v zgornjem delu telesa, medtem ko izguba kosti ponavadi povzroči najresnejše posledice v spodnjem delu telesa.
Izguba kosti
Mikrogravitacija povzroča osteopenijo, izgubo kostne gostote in stanje, povezano z osteoporozo. Pravzaprav, po mnenju dr. Jaya Shapiroja, vodje skupine za študije kosti na Nacionalnem inštitutu za biomedicinske raziskave v vesolju, "obseg tega (problem) je pri NASA-i razmišljal o izgubi kosti kot o neločljivem tveganju podaljšanih vesoljskih poletov. "Glavna sestavina tega problema je dejavnost v celični ravni. V normalnih pogojih nabor celic, imenovan osteoklasti, razbije kosti, medtem ko druga vrsta kostnih celic osteoblasti hkrati ustvarijo novo kost. Vendar se osteoblasti odzivajo na stres in gradijo kost, kjer telo nanjo potiska. V vesolju kosti občutijo zelo malo stresa, saj gravitacija ne vleče kosti, oslabljene mišice pa manj obremenjujejo kosti. To povzroči, da postopek rušenja stare kosti in gradnje nove kosti ne pade sinhronizirano, kar ima za posledico oslabelost kosti. Zdi se, da k temu prispevajo tudi drugi dejavniki. Na primer, telo v mikrogravitaciji ponavadi proizvaja nepravilno oblikovana kolagena vlakna, kar prispeva k poslabšanju zdravja kosti.
Simptomi mikrogravitacije
Na klinični ravni te spremembe kosti in mišic astronavtom povzročajo številne težave. Izguba kosti je najbolj izrazita v spodnji polovici telesa, kjer lahko astronavti izgubijo 1 do 2 odstotka njihovo kostno maso na mesec, čeprav se zdi, da najdlje izgubijo približno 20-odstotno izgubo kosti vesoljski leti. Oslabitev kosti in mišic na koncu spominja na učinke daljših obdobij počitka v postelji. Astronavti potrebujejo čas, da ponovno prilagodijo svoje mišice gravitaciji Zemlje. Poleg tega se kalcij kopiči v krvi, ko kosti izgubljajo maso. To spodbuja ledvične kamne pri astronavtih.
Boj proti zdravstvenim težavam
NASA ima na voljo več metod za boj proti tem pogojem. Prvič, vadba v vesolju pomaga zmanjšati izgubo kosti in mišično oslabelost. Dodajanje "eksplozivnih" vaj z nenadnimi gibi lahko še poveča koristi vadbe pri preprečevanju najhujših učinkov mikrogravitacije. Podobno lahko vadba v centrifugi še zmanjša dolgoročne učinke mikrogravitacije in pomaga krepiti mišice srca. Poleg tega so spremembe prehrane astronavtov pokazale obljube pri zmanjševanju učinkov mikrogravitacije na kosti in mišice. Nazadnje je NASA začela eksperimentirati z uporabo zdravil za boj proti izgubi kosti. NASA je začela astronavtom izdajati bisfosfonat, zdravilo za zdravljenje in preprečevanje osteoporoze na Zemlji. Znanstveniki upajo, da bo razumevanje izgube kosti z mikrogravitacijo lahko pomenilo boljše zdravljenje ljudi na zemlji s kostnimi motnjami, kot je osteoporoza.