Uno de los obstáculos para las misiones espaciales largas es la pérdida muscular que sufren los astronautas. Se llama atrofia, y la NASA dice que los astronautas pueden perder hasta un 20% de masa muscular durante las misiones de solo 5 a 11 días. Esta pérdida muscular afecta a los llamados "músculos antigravedad", incluidos los músculos de la pantorrilla, los cuádriceps y los músculos de la espalda y el cuello.
Esta pérdida muscular dificulta que los astronautas completen sus tareas, especialmente cuando se realizan misiones a Marte. También puede ser muy peligroso para los astronautas, porque se debilitan cuando regresan a la Tierra. Si hay problemas durante el reingreso y necesitan realizar procedimientos de emergencia extenuantes, ese músculo faltante podría ser la diferencia entre la vida y la muerte.
La pérdida muscular proviene del trabajo en un entorno de microgravedad. En ese entorno, los músculos antigravedad de un astronauta no están activos durante la actividad normal. Los astronautas hacen ejercicio hasta 2.5 horas al día en la Estación Espacial Internacional para combatir la atrofia muscular, andan en bicicleta estacionaria, caminan o trotan en una cinta de correr y usan un RED (dispositivo de ejercicio de resistencia).
La NASA financió recientemente un estudio de 70 días sobre pérdida muscular, para investigar cómo se podría minimizar la pérdida muscular para los astronautas. El estudio se publica en PLOS One, con un título demasiado largo para reproducirlo aquí. En lugar de usar astronautas reales como sujetos de prueba, lo que sería imposible de hacer, el estudio usó sujetos que se sometieron a 70 días de HDBR (Head Down Bed Rest.) HDBR se considera un buen indicador de lo que experimentan los astronautas en entornos de microgravedad.
El estudio fue realizado por la Rama Médica de la Universidad de Texas (UTMB) por un gran grupo de investigadores. Todos los sujetos de prueba eran hombres voluntarios de 35 años, más o menos 8 años. Hubo un grupo de control que permaneció en HDBR durante 70 días sin ejercicio o suplementos, otro grupo que recibió placebo y ejercicio, y otro grupo que recibió inyecciones de testosterona y ejercicio. Participaron un total de 24 sujetos de prueba.
Durante el estudio, los investigadores tomaron biopsias de un músculo llamado Vastus lateralis. Es la parte más grande del músculo cuádricep del muslo. Estas muestras de tejido fueron analizadas para proteínas.
¿Qué encontraron?
Los investigadores descubrieron varios cambios en las proteínas musculares en el vasto lateral que fueron revertidos, o al menos embotados, por el ejercicio. Esos ejercicios resultaron en una organización de proteínas más saludable dentro de las fibras musculares. El tratamiento con testosterona condujo a más cambios en las proteínas que promovieron un crecimiento muscular superior al del ejercicio solo.
Eso probablemente no suene demasiado sorprendente, ya que la mayoría de nosotros sabemos lo que hace la testosterona. Pero hay más en el estudio. El equipo identificó marcadores biológicos en sus sujetos de prueba que son potencialmente predictivos de pérdida muscular. También hay biomarcadores predictivos que indican una respuesta robusta al ejercicio y al tratamiento para contrarrestar la pérdida muscular.
"... el desarrollo de modelos predictivos precisos probablemente involucrará algoritmos que incluyen paneles de varias proteínas y factores".
Del estudio "Investigación proteómica del músculo esquelético humano antes y después de 70 días de reposo en la cabeza con o sin ejercicio y contramedidas de testosterona"
Como dicen en su estudio, "el descubrimiento de biomarcadores proteómicos sensibles puede permitir en el futuro enfoques de medicina personalizada al ayudar en el desarrollo de contramedidas más dirigidas basadas en los perfiles de proteoma basales". Entonces, cuanto mejor conozcan al astronauta, mejor podrán predecir y prevenir la pérdida muscular.
"Los conocimientos únicos que hemos obtenido sobre las proteínas musculares durante el reposo prolongado en cama podrían algún día aplicarse para predecir cambios en la masa / fuerza muscular en diversas situaciones y luego desarrollar un programa personalizado de ejercicios y contramedidas hormonales", dijo el autor principal E. Lichar Dillon , Profesor asistente de UTMB en el departamento de medicina interna.
"El estudio nos ha dado la capacidad de identificar biomarcadores que predicen cuán susceptible es cada individuo al deterioro de la función muscular y cuán efectivamente diferentes ejercicios y tratamientos hormonales pueden combatir la atrofia", dijo el autor principal Randall Urban, director de investigación de UTMB y profesor en el Departamento de Medicina INterna.
Como reconocen los autores del estudio, este es un enfoque bastante simple del problema, pero es un primer paso importante. Aunque han identificado algunas proteínas que sirven como biomarcadores para la atrofia muscular y el tratamiento, es probable que haya una gran cantidad de proteínas trabajando juntas.
"Como era de esperar, ninguna proteína individual que identificamos era completamente predictiva para cada sujeto o función fisiológica medida, y el desarrollo de modelos predictivos precisos probablemente involucrará algoritmos que incluyen paneles de varias proteínas y factores", dice el estudio.
Adelante a Marte
Vamos a ir a Marte, sin duda. Muchos de los titulares de ese esfuerzo se centran en la tecnología para hacer el trabajo. Se están desarrollando potentes cohetes como el Space Launch System y naves espaciales como el Orion para llevar a los astronautas a Marte y luego a casa de nuevo.
Pero los astronautas mismos son los que tienen que hacer el trabajo. La NASA está dedicando muchos recursos para comprender cómo pueden soportar esas largas misiones. Este estudio, y más por seguir, será una parte clave de las exitosas misiones a Marte.
Más:
- Comunicado de prensa: los investigadores de UTMB aprendieron a combatir mejor la pérdida muscular durante los vuelos espaciales
- Documento de investigación: Investigación proteómica del músculo esquelético humano antes y después de 70 días de reposo en la cabeza con o sin ejercicio y contramedidas de testosterona
- NASA: Hoja de datos de atrofia muscular
- NASA: tu cuerpo en el espacio: úsalo o piérdelo
- Agencia Espacial Canadiense: ¿Qué sucede con los músculos en el espacio?
- Sidney Morning Herald: el astronauta Scott Kelly sobre los efectos devastadores de un año en el espacio
- Revista espacial: ¿Qué tan fuerte es la gravedad en Marte?
