La exposición a la radiación y a la micro/hipergravedad son los principales peligros a los que se enfrentan los humanos durante el viaje espacial. La investigación ha demostrado numerosos efectos fisiológicos negativos del viaje espacial, incluyendo daño al sistema inmunológico, envejecimiento celular y deterioro cognitivo.
El cuerpo humano ha evolucionado y se ha adaptado para prosperar en la Tierra. Nuestros cuerpos están diseñados para resistir la fuerza gravitacional del planeta, utilizar los gases de la atmósfera terrestre para la respiración y procesar compuestos encontrados en la Tierra.
Sin embargo, a medida que la civilización humana ha avanzado, nos hemos aventurado en el espacio y explorado otros planetas y estrellas. Desafortunadamente, esto presenta un desafío único de adaptarse a las condiciones desconocidas del viaje espacial, para las cuales nuestros cuerpos no están preparados.
El cuerpo humano ha evolucionado para la vida en la Tierra y no está preparado para los desafíos del viaje espacial (Crédito de la foto: teez/Shutterstock)
Aunque el viaje espacial a menudo se glamoriza en las películas, los efectos negativos en el cuerpo humano rara vez se discuten o se conocen ampliamente. ¿Cuáles son las condiciones en el espacio que tienen un impacto perjudicial en el cuerpo humano? ¿Y cómo alteran estas condiciones el cuerpo después del viaje espacial?
Peligros del viaje espacial
Los estudios sobre personas que han viajado al espacio o han realizado simulaciones han proporcionado información sobre los efectos del viaje espacial en el cuerpo humano. Los principales peligros encontrados durante el viaje espacial son la exposición a la radiación y las condiciones gravitatorias extremas, como la micro/hipergravedad.
La radiación en el espacio tiene una energía mucho mayor que los tipos de radiación a los que nos enfrentamos en la Tierra, como los rayos X o los rayos gamma. En la Tierra, nuestra atmósfera y campo magnético nos protegen de estas radiaciones, pero en el espacio, donde esta protección no existe, estamos más expuestos a ellas.
Estas radiaciones ionizantes causan daño permanente al ADN de nuestras células, a las macromoléculas dentro de las células e incluso ionizan las moléculas de agua en el cuerpo, lo que lleva a estrés oxidativo.
El campo magnético de la Tierra nos protege de la radiación cósmica, pero el viaje espacial nos expone a rayos dañinos (Crédito de la foto: Designua/Shutterstock)
El segundo factor importante que afecta a nuestros cuerpos durante el viaje espacial son las condiciones gravitatorias extremas. El cuerpo humano está acostumbrado al campo gravitacional en la Tierra (1g).
Sin embargo, durante el viaje espacial, el cuerpo experimenta una gravedad significativamente menor, conocida como microgravedad cuando está dentro de la nave espacial, y gravedad cero en el espacio exterior. También existe una condición gravitatoria extremadamente alta llamada hipogravedad (>1g) durante el reingreso a la atmósfera.
Estas variaciones tienen efectos fisiológicos negativos en los músculos, los huesos, los pulmones, los riñones, el sistema cardiovascular y los sentidos, incluyendo la visión y el equilibrio. La microgravedad específicamente altera la función renal, la presión arterial, la capacidad pulmonar y se sabe que aumenta la aparición de arritmias en el corazón.
Implicaciones al regresar a la Tierra
Las condiciones adversas durante el viaje espacial a menudo tienen efectos duraderos en el cuerpo, incluso después de regresar a la Tierra. Debido a la prolongada ausencia de la fuerza gravitacional de la Tierra, a la cual nuestros cuerpos están adaptados, los fluidos corporales se desplazan hacia la cabeza y hay un impacto negativo en los huesos y los músculos.
Los cambios en las fuerzas gravitacionales pueden tener efectos a largo plazo en el sistema cardiovascular y musculoesquelético de una persona. Esto puede llevar a un aumento en la incidencia de desmayos y una capacidad reducida para hacer ejercicio después de viajar al espacio.
La investigación en ratas llevadas a misiones espaciales ha demostrado que la exposición crónica a niveles bajos de radiación durante el viaje espacial afecta negativamente al sistema reproductivo. Esto se debe al aumento del daño cromosómico y la formación de gametos defectuosos.
Además, los estudios en animales han indicado que la espermatogénesis adecuada y la síntesis de testosterona se ven interrumpidas en los machos, mientras que se produce una reducción prematura de la reserva ovárica y una falla ovárica en las hembras (Fuente).
La exposición a la radiación en el espacio daña permanentemente el ADN, lo que afecta la reproducción (Crédito de la foto: Christoph Burgstedt/Shutterstock) Ahora entendemos que el viaje espacial tiene implicaciones significativas para la capacidad reproductiva de los astronautas tanto masculinos como femeninos después de su regreso. También aumenta la probabilidad de alteraciones genéticas en sus hijos.
Un estudio longitudinal sobre astronautas involucrados en la misión Mars 500 reveló que el viaje espacial de larga duración altera significativamente los procesos de envejecimiento en el cuerpo humano. Curiosamente, los hallazgos mostraron una disminución temporal en los niveles de cinco marcadores diferentes de envejecimiento en las células durante un período de simulación de 520 días. ¡Esto sugiere que el envejecimiento biológico disminuye temporalmente durante el viaje espacial!
Información del Estudio de los Gemelos de la NASA
Muchos estudios sobre los efectos del viaje espacial en los astronautas no estaban bien controlados en cuanto a factores genéticos. No estaba claro si los hallazgos observados se debían a la genética inherente de los astronautas o únicamente al resultado del viaje espacial.
La única forma de diferenciar entre estos dos efectos era enviar a un gemelo monocigótico al espacio mientras el otro gemelo permanecía en la Tierra. Al regreso del gemelo que viajó al espacio, se le comparó con el gemelo que permaneció en la Tierra. NASA realizó recientemente este estudio y los resultados proporcionaron información valiosa, especialmente en relación a los procesos de envejecimiento en el cuerpo humano.
Los astronautas y hermanos gemelos de la NASA, Scott y Mark Kelly, fueron estudiados extensamente para entender los efectos del viaje espacial (Crédito de la foto: flickr) En este estudio, uno de los gemelos completó un vuelo espacial de 320 días y se le comparó con el gemelo en la Tierra durante un período de 6 meses utilizando diferentes medidas fisiológicas y biológicas. Uno de los hallazgos importantes fue la alteración de la longitud de los telómeros.
Los telómeros son secuencias de ADN repetitivas que se encuentran en los extremos de los cromosomas, los cuales los protegen de daños y degradación. También sirven como marcadores de envejecimiento, ya que se acortan con cada ronda de división celular en nuestro cuerpo.
El estudio descubrió que la longitud de los telómeros aumentó para el gemelo que viajó al espacio durante el vuelo espacial, pero rápidamente volvió a los niveles previos al vuelo al regresar a la Tierra. También se encontró que el viaje espacial aumenta las anomalías cromosómicas, el daño al ADN y afecta las funciones inmunológicas.
Además, se observó un deterioro en la función cognitiva en el gemelo que viajó al espacio, el cual persistió durante 6 meses. Este estudio ha contribuido a nuestra comprensión de cómo el viaje espacial y sus factores de estrés únicos afectan el cuerpo humano, al controlar los factores genéticos.
Resumen
El progreso en el campo de la ciencia y la tecnología no solo ha facilitado la exploración espacial, sino que también ha proporcionado información sobre el impacto que esta tiene en nuestro bienestar físico a corto y largo plazo. Los principales riesgos que enfrentan los seres humanos durante los viajes espaciales son la exposición a la radiación y los efectos de la micro/hipergravedad.
Los experimentos realizados en astronautas, animales enviados al espacio y simulaciones han revelado una amplia gama de consecuencias fisiológicas negativas del vuelo espacial en el cuerpo humano. Un estudio reciente realizado por la NASA en gemelos ha arrojado más luz sobre estos efectos, ya que implicaba comparar a un gemelo que estuvo en el espacio con su hermano gemelo que permaneció en la Tierra.
El estudio reveló efectos duraderos de los viajes espaciales en varios marcadores biológicos, como las habilidades cognitivas, la función del sistema inmunológico y el envejecimiento celular. Estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de los desafíos que enfrenta nuestro cuerpo durante los viajes espaciales. En un momento en el que estamos explorando hábitats alternativos a nuestro planeta de origen, estos hallazgos nos recuerdan que el cuerpo humano es más adecuado para la vida en la Tierra.