Missões tripuladas a Marte e desafios para a saúde
A NASA e a Agência Espacial Nacional da China (CNSA) estão a planear enviar astronautas para Marte já na próxima década.
Como seria de esperar, uma meta tão exigente obriga a um enorme trabalho de planeamento e investigação, bem como à previsão e preparação antecipada para todos os obstáculos possíveis. Entre esses factores, a saúde e a segurança dos astronautas são absolutamente prioritárias.
Além dos perigos ligados aos tempos de viagem muito longos - a radiação e os efeitos de permanecer muito tempo em microgravidade - existe também o desafio colocado pelo próprio Marte.
Para lá da exposição a níveis de radiação mais elevados, a gravidade marciana corresponde a cerca de 38% da gravidade da Terra.
Isto pode traduzir-se em riscos para a saúde a longo prazo. Um grupo internacional de investigadores está actualmente a analisar de que forma a gravidade de Marte irá afectar um elemento crucial da saúde humana: o músculo esquelético.
Este tipo de músculo, que é o tecido mais abundante no corpo humano (representando mais de 40% da massa corporal total), é indispensável tanto para o movimento como para a saúde metabólica.
Além disso, trata-se de um tecido particularmente sensível: com menor gravidade, poderá ocorrer uma perda significativa de força, volume e desempenho muscular. Por isso, é fundamental perceber como este tecido muscular se comportará no ambiente marciano.
Equipa internacional e publicação científica
A equipa de investigação integrou cientistas do Instituto de Medicina da Universidade de Tsukuba, da Organização Megabanco Médico de Tohoku, do Centro Avançado de Investigação para Inovações em Medicina de Próxima Geração (INGEM), do Centro Médico Beth Israel Deaconess, do Hospital Brigham e das Mulheres, do Centro de Utilização do Ambiente Espacial da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) e de várias universidades.
Os resultados do estudo foram publicados na revista Avanços da Ciência.
Experiência no módulo Kibo da JAXA com o sistema MARS
Para o ensaio, o grupo avaliou de que modo a menor gravidade afecta o tecido do músculo esquelético em 24 ratos enviados para o módulo experimental Kibo, da JAXA.
Em seguida, estes ratos foram colocados num dispositivo de centrifugação desenvolvido pela JAXA, denominado Sistema de Investigação de Gravidade Artificial Múltipla (MARS). Aí, foram expostos a quatro níveis distintos de gravidade - microgravidade, 0.33 g, 0.67 g e 1 g - durante um período de 28 dias.
Antes do lançamento, os ratos passaram por testes pré-voo no Centro Espacial Kennedy, da NASA, local para onde regressaram depois, para recolha de amostras pós-voo.
As amostras foram depois analisadas por investigadores do Laboratório de Metabolismo e Biologia Muscular (MMBL), do Departamento de Nutrição da Universidade de Rhode Island (URI). Como afirmou a Professora Marie Mortreux, responsável pelo MMBL, numa notícia do Rhody Hoje:
"Embora possamos simular o voo espacial na Terra em humanos, é extremamente complicado e dispendioso. Temos centrífugas que podem ser usadas para expor temporariamente humanos a certos níveis de gravidade, mas não é homogéneo nem constante.
Usámos níveis de gravidade igualmente espaçados para termos uma melhor visão da relação dose‑resposta de cada sistema à gravidade. O grupo de teste exposto a 0.33g estava extremamente próximo da gravidade marciana (0.38g). As nossas conclusões para esse grupo podem ser traduzidas em acções que viabilizem a exploração de Marte."
Resultados: limiares de gravidade e atrofia do músculo esquelético
Mortreux e a sua equipa avaliaram o peso, a força e o movimento dos ratos quando estes regressaram ao Centro Espacial Kennedy, da NASA. A análise indicou que 0.33 g atenuou a atrofia muscular induzida pelo voo espacial, verificando-se prevenção total a 0.67 g.
O grupo mediu também a força de preensão dos membros anteriores dos ratos através de miografia por impedância eléctrica (EIM), e os dados mostraram que 0.67 g foi suficiente para manter o desempenho muscular.
Em conjunto, os resultados demonstraram que 0.67 g constitui um limiar crítico para reduzir a atrofia muscular causada por períodos prolongados de voo espacial.
Para além disso, a análise do plasma sanguíneo dos ratos identificou 11 metabolitos com alterações dependentes da gravidade, o que sugere que poderão funcionar como potenciais biomarcadores para acompanhar as adaptações fisiológicas em astronautas.
Este trabalho dá continuidade a investigação anterior realizada por Montreux com a Professora Mary Bouxsein (co-autora do estudo) na Faculdade de Medicina de Harvard.
Enquanto Bouxsein desenvolveu, no início da década de 2010, o modelo em ratos com gravidade parcial em ambiente terrestre, Montreux desenvolveu em Harvard o modelo de gravidade parcial em ratazanas. Assim, ambas conhecem bem o impacto que diferentes níveis de gravidade exercem sobre os tecidos músculo-esqueléticos.
"Uma vez que esta missão procurava avaliar a gravidade como um contínuo, estávamos perfeitamente posicionados para ver se os nossos resultados em terra apresentavam desfechos semelhantes quando a redução da carga mecânica era aplicada em órbita", disse Montreux.
"Trabalhar com uma equipa internacional foi desafiante e entusiasmante. Acho que a minha experiência a trabalhar em Itália, França e nos Estados Unidos me preparou para essas colaborações de grande escala."
Uma das lições deste estudo é que futuras missões a Marte terão de ter em conta a necessidade de reduzir a perda de músculo esquelético durante a longa viagem entre a Terra e Marte.
Os astronautas realizam operações científicas regulares e precisam de conservar mobilidade e força muscular. O mesmo se aplica à sua condição física quando regressarem à Terra.
Estas conclusões indicam que tórus rotativos seriam uma adição sensata a futuros planos de voo espacial, à semelhança do Transporte Universal Não Atmosférico Destinado à Exploração Prolongada dos Estados Unidos (NAUTILUS-X) da NASA e de conceitos com características comparáveis.
Este artigo foi originalmente publicado pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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