NASA e a Agência Espacial Nacional da China (CNSA) pretendem levar astronautas a Marte já na próxima década.
Como é de esperar, uma meta tão ambiciosa exige muito planeamento e investigação, além de antecipar e preparar, com antecedência, todos os desafios possíveis. Entre esses factores, a saúde e a segurança dos astronautas são prioridades absolutas.
Além dos riscos ligados ao tempo prolongado de viagem - como a radiação e os efeitos de longos períodos em microgravidade - existe também o próprio desafio de Marte.
Para lá da exposição a níveis elevados de radiação, a gravidade marciana é de cerca de 38% da gravidade da Terra.
Essa condição pode desencadear riscos de saúde a longo prazo. Por isso, uma equipa internacional de investigadores está a avaliar como a gravidade de Marte pode afectar um componente central da saúde humana: o músculo esquelético.
Esse tipo de músculo, o tecido mais abundante do corpo humano (representa mais de 40% da massa corporal total), é indispensável tanto para o movimento quanto para a saúde metabólica.
Além disso, trata-se de um tecido especialmente sensível: com gravidade mais baixa, pode ocorrer uma perda significativa de força, de volume e de desempenho muscular. Por esse motivo, é essencial compreender como esse tecido muscular se comportará no ambiente marciano.
Equipa e publicação do estudo sobre músculo esquelético
O grupo de pesquisa reuniu cientistas do Instituto de Medicina da Universidade de Tsukuba, da Organização Megabanco Médico de Tohoku, do Centro Avançado de Pesquisa para Inovações em Medicina de Próxima Geração (INGEM), do Centro Médico Beth Israel de Diaconisas, 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 foram publicados na revista Avanços da Ciência.
Experimento no Kibo: gravidade parcial com a centrífuga MARS
No experimento, a equipa investigou como a gravidade reduzida afecta o tecido de músculo esquelético em 24 camundongos enviados ao módulo experimental Kibo, da JAXA.
Depois, esses camundongos foram colocados num dispositivo de centrífuga desenvolvido pela JAXA, chamado Sistema de Pesquisa de Gravidade Artificial Múltipla (MARS). Ali, foram expostos a quatro níveis distintos de gravidade - microgravidade, 0.33 g, 0.67 g e 1 g - ao longo de 28 dias.
Antes do lançamento, os camundongos passaram por testes pré-voo. Após a missão, regressaram ao Centro Espacial Kennedy, da NASA, onde foram recolhidas amostras no período pós-voo.
As amostras foram analisadas por cientistas do Laboratório de Metabolismo e Biologia Muscular (MMBL), do Departamento de Nutrição da Universidade de Rhode Island (URI). Como afirmou a professora Marie Mortreux, que lidera o MMBL, numa reportagem do Rhody Hoje:
"Embora possamos simular voo espacial na Terra em humanos, isso é extremamente complicado e caro. Temos centrífugas que podem ser usadas para expor humanos temporariamente a certos níveis de gravidade, mas isso não é homogéneo nem constante.
Usámos níveis de gravidade igualmente espaçados para ter uma visão melhor da relação dose-resposta de cada sistema à gravidade. O grupo de teste exposto a 0.33g ficou extremamente próximo da gravidade marciana (0.38g). As nossas descobertas para esse grupo podem ser traduzidas em acções para viabilizar a exploração de Marte."
Resultados: 0.33 g, 0.67 g e metabólitos como biomarcadores
Mortreux e a sua equipa avaliaram o peso, a força e o movimento dos camundongos depois do regresso ao Centro Espacial Kennedy, da NASA. A análise indicou que 0.33 g reduziu a atrofia muscular induzida pelo voo espacial, com prevenção total em 0.67 g.
A equipa também mediu a força de preensão dos membros anteriores por meio de miografia por impedância elétrica (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 é um limiar crítico para mitigar a atrofia muscular provocada por voos espaciais prolongados.
Além disso, uma análise do plasma sanguíneo dos camundongos identificou 11 metabólitos com alterações dependentes da gravidade, o que sugere que eles podem funcionar como potenciais biomarcadores para acompanhar adaptações fisiológicas em astronautas.
Este trabalho dá continuidade a pesquisas anteriores realizadas por Mortreux com a professora Mary Bouxsein (coautora do estudo), na Faculdade de Medicina de Harvard.
Enquanto Bouxsein desenvolveu, no início da década de 2010, o modelo de gravidade parcial com camundongos em ambiente terrestre, Mortreux desenvolveu, em Harvard, o modelo de gravidade parcial com ratos. Assim, ambas conhecem bem o impacto que diferentes níveis de gravidade exercem sobre tecidos músculo-esqueléticos.
"Como esta missão tinha o objectivo de avaliar a gravidade como um contínuo, estávamos perfeitamente posicionados para ver se os nossos resultados em solo tinham desfechos semelhantes quando a carga mecânica reduzida era aplicada em órbita", disse Mortreux.
"Trabalhar com uma equipa internacional foi desafiador e empolgante. Acho que a minha experiência a trabalhar em Itália, França e nos Estados Unidos me preparou para essas colaborações em grande escala."
Implicações para viagens a Marte e gravidade artificial
Uma das lições deste estudo é que futuras missões rumo a Marte terão de considerar, com atenção, estratégias para reduzir a perda de músculo esquelético durante o longo trajecto entre a Terra e Marte.
Astronautas realizam operações científicas com regularidade e precisam preservar mobilidade e força muscular. O mesmo é válido para a saúde física quando regressarem à Terra.
Essas evidências também apontam que estruturas em forma de toro rotativo seriam uma adição sensata em planos futuros de voo espacial, à maneira do Transporte Universal Não Atmosférico Destinado à Exploração Prolongada dos Estados Unidos (NAUTILUS-X), da NASA, e de conceitos semelhantes.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Universo Hoje. Leia o artigo original.
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