A NASA e a Agência Espacial Nacional da China (CNSA) estão a planear enviar astronautas para Marte já na próxima década.
Um objectivo desta dimensão obriga a um enorme esforço de preparação, investigação e antecipação de obstáculos antes de qualquer descolagem. Entre todas as variáveis, a saúde e a segurança da tripulação surgem como prioridade absoluta.
Riscos de uma missão tripulada a Marte: radiação, microgravidade e gravidade marciana
Além dos perigos ligados ao tempo prolongado de viagem - como a radiação e os efeitos de longos períodos em microgravidade - existe ainda o desafio imposto pelo próprio planeta.
Para lá da maior exposição à radiação, a gravidade de Marte é de cerca de 38% da gravidade da Terra.
Este cenário pode traduzir-se em riscos de saúde a longo prazo. Por isso, uma equipa internacional de investigadores está a analisar de que forma a gravidade marciana poderá influenciar um componente essencial da saúde humana: o músculo esquelético.
Este tipo de músculo, o tecido mais abundante no corpo humano (representa mais de 40% da massa corporal total), é indispensável para o movimento e para a saúde metabólica.
Acresce que se trata de um tecido particularmente sensível, e uma gravidade inferior pode, em teoria, provocar perdas significativas de força, volume e desempenho muscular. Assim, torna-se crucial perceber como este tecido se comportará num ambiente marciano.
Experiência no módulo Kibo da JAXA com o sistema MARS
A equipa de investigação reuniu cientistas do Instituto de Medicina da Universidade de Tsukuba, da Tohoku Medical Megabank Organization, do Advanced Research Center for Innovations in Next-Generation Medicine (INGEM), do Beth Israel Deaconess Medical Center, do Brigham and Women's Hospital, do Space Environment Utilization Center da Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA) e de várias universidades.
As conclusões foram publicadas na revista Science Advances.
No ensaio, os investigadores avaliaram de que modo a gravidade reduzida afectava tecido de músculo esquelético em 24 ratos enviados para o módulo experimental Kibo, da JAXA.
Os animais foram depois colocados num equipamento de centrifugação desenvolvido pela JAXA, o Multiple Artificial-gravity Research System (MARS). Nesse dispositivo, estiveram 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. Após a missão, regressaram ao Centro Espacial Kennedy, da NASA, onde foram recolhidas amostras no pós-voo.
As amostras foram então analisadas por cientistas do Metabolism and Muscle Biology Lab (MMBL), no Departamento de Nutrição da University of Rhode Island (URI). A Professora Marie Mortreux, responsável pelo MMBL, explicou numa notícia do Rhody Today:
"Embora consigamos simular voos espaciais na Terra em humanos, isso é extremamente complicado e dispendioso. Temos centrífugas que podem ser usadas para expor temporariamente humanos a certos níveis de gravidade, mas essa exposição não é homogénea nem constante.
Usámos níveis de gravidade igualmente espaçados para termos uma melhor imagem da dose-resposta de cada sistema à gravidade. O grupo de teste exposto a 0.33g ficou extremamente perto da gravidade marciana (0.38g). As nossas conclusões para esse grupo podem ser traduzidas em acções que permitam a exploração de Marte."
Resultados: 0.33 g reduz a atrofia e 0.67 g previne a perda de desempenho muscular
Mortreux e a sua equipa avaliaram o peso, a força e a mobilidade 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, sendo que a prevenção foi completa a 0.67 g.
A equipa mediu ainda a força de preensão dos membros anteriores com recurso a miografia por impedância eléctrica (EIM), o que mostrou que 0.67 g foi suficiente para preservar o desempenho muscular.
No conjunto, os resultados demonstraram que 0.67 g constitui um limiar crítico para mitigar 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 adaptações fisiológicas em astronautas.
Este trabalho dá continuidade a investigação anterior realizada por Montreux com a Professora Mary Bouxsein (co-autora do estudo) na Harvard Medical School.
Enquanto Bouxsein desenvolveu, no início da década de 2010, o modelo em ratos baseado em terra para gravidade parcial, Montreux criou em Harvard o modelo em ratazanas para gravidade parcial. Dessa forma, ambas têm experiência directa no impacto que diferentes níveis de gravidade exercem nos tecidos músculo-esqueléticos.
"Uma vez que esta missão tinha como objectivo avaliar a gravidade como um contínuo, estávamos numa posição ideal para verificar se os nossos resultados em terra tinham desfechos semelhantes quando a redução da carga mecânica era aplicada em órbita", afirmou Montreux.
"Trabalhar com uma equipa internacional foi desafiante e entusiasmante. Penso que a minha experiência a trabalhar em Itália, França e nos Estados Unidos me preparou para estas colaborações de grande escala."
Uma das lições a retirar deste estudo é que futuras missões a Marte terão de considerar formas de limitar a perda de músculo esquelético durante a longa viagem entre a Terra e Marte.
Os astronautas realizam operações científicas regulares e precisam de manter mobilidade e força muscular. O mesmo é válido para a sua saúde física quando regressarem à Terra.
Estes dados apontam para a utilidade de toros rotativos em futuros planos de voo espacial, à semelhança do Non-Atmospheric Universal Transport Intended for Lengthy United States Exploration (NAUTILUS-X) da NASA e de conceitos semelhantes.
Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.
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