Los humanos esperan colonizar Marte en un futuro cercano, y la NASA tiene como objetivo llegar al Planeta Rojo para 2040 . Pero, ¿qué harán con el cuerpo humano las misiones espaciales de larga distancia necesarias para llegar allí?
Nuestra especie evolucionó para prosperar en la Tierra, dentro de su atmósfera protectora y atracción gravitatoria, no para sobrevivir en los ambientes cósmicos únicos más allá de nuestro planeta. Algunos científicos incluso han sugerido que visitar otros planetas puede requerir que la humanidad modifique su ADN para aumentar nuestra resistencia contra los peligros de los vuelos espaciales.
Muchos aspectos de la exploración espacial son perjudiciales para la salud humana. Uno de los mayores obstáculos para los vuelos espaciales a largo plazo es la microgravedad, el estado de ingravidez casi total en el que los astronautas flotan y pueden empujar objetos pesados por el aire con facilidad. Otra preocupación es la radiación cósmica , o partículas de alta energía que atraviesan el espacio a casi la velocidad de la luz. Sin mencionar los muchos riesgos que pueden derivarse de vivir en un aislamiento prolongado y en los estrechos confines de una nave espacial.
Aquí, enumeramos 10 formas en que el cuerpo cambia en el espacio, generalmente para peor.
1. pérdida de masa muscular
El movimiento con carga de peso es esencial para el crecimiento y mantenimiento de los músculos. En un ambiente sin peso, los músculos reciben muy poco estímulo y comienzan a debilitarse y deteriorarse rápidamente. Los astronautas pueden perder hasta el 20% de su masa muscular mientras pasan tan solo cinco días en microgravedad, según la NASA .
La pérdida de masa muscular en el espacio ocurre principalmente en las partes del cuerpo responsables de la marcha y el soporte de la postura, como las extremidades inferiores y el tronco. Los estudios sugieren que este fenómeno es un resultado directo de que las células musculares producen menos proteínas, en lugar de una degradación de las fibras musculares existentes, según una revisión de 2021 publicada en la revista npj Microgravity .
2. Pérdida de hueso
El esqueleto humano también se basa en ejercicios con pesas para mantener su masa y densidad. Los astronautas pueden sufrir décadas de pérdida ósea después de pasar seis o más meses en el espacio, lo que los hace más propensos a fracturas óseas y osteoporosis .
Curiosamente, los efectos de la microgravedad en huesos específicos pueden depender de su ubicación en el cuerpo. Los huesos de las extremidades inferiores y la columna lumbar pueden perder hasta el 1% de la masa por mes que una persona pasa en el espacio, mientras que la densidad de los huesos del cráneo en realidad puede aumentar, según un metanálisis de 2020 publicado en la revista npj Microgravity . En el espacio, no hay fuerza que tire del cuerpo y sus fluidos internos hacia la Tierra, lo que a su vez puede afectar la distribución de los factores que controlan la formación de tejido óseo, señalaron los autores del metanálisis.
A medida que el tejido óseo se degrada rápidamente en el espacio, puede liberar una gran cantidad de minerales en la sangre, lo que eleva el riesgo de hipercalcemia (niveles excesivos de calcio), que a su vez puede causar cálculos renales, según una revisión de 1995 publicada en la revista Acta Astronautica . .
3. Problemas de la vista
Los ojos son, sin duda, algunos de los órganos más delicados y complejos del cuerpo humano, por lo que no sorprende que viajar al espacio pueda tener un efecto dañino en nuestros ojos y sentido de la visión. Por ejemplo, los nervios que se extienden desde la parte posterior del ojo pueden cambiar en microgravedad y luego deformarse al regresar a la gravedad terrestre.
La visión también se ve afectada por varios factores, incluida la gravedad de la Tierra. Las fuerzas gravitacionales ayudan a mantener los globos oculares en sus posiciones correctas y les permiten girar en las cuencas de los ojos, según una revisión de 2009 publicada en la revista Annals of the New York Academy of Sciences . En microgravedad, estos movimientos oculares pueden verse interrumpidos, según un estudio de 2006 publicado en la revista Human Physiology . Los investigadores examinaron a los astronautas que participaron en misiones de larga distancia en la Estación Espacial Internacional, antes y después de sus vuelos. Descubrieron que largos períodos en microgravedad conducen a un cambio significativo en la precisión y la velocidad de las rotaciones de los ojos, lo que a su vez puede afectar la capacidad de los astronautas para rastrear objetos visualmente, escribieron los autores del estudio.
La exposición prolongada a la microgravedad también puede conducir a una condición degenerativa llamada síndrome neuro-ocular asociado al vuelo espacial (SANS, por sus siglas en inglés), cuyos síntomas incluyen aplanamiento del globo ocular, lesiones blancas en la capa más interna del ojo conocidas como “manchas de algodón” y otros tejidos daño a varias partes del ojo.
4. Dolor de espalda
Los astronautas a menudo se quejan de dolor de espalda después de regresar a casa de vuelos espaciales de larga distancia. El culpable de este dolor es la microgravedad y su profundo efecto en la columna vertebral humana.
La gravedad de la Tierra mantiene la columna vertebral comprimida y en su típica forma ligeramente curvada. En microgravedad, la columna vertebral se alarga y se endereza un poco. De hecho, los astronautas pueden “crecer” hasta tres pulgadas (7,6 centímetros) en un entorno ingrávido, según la NASA .
La columna vertebral humana es flexible, por lo que es poco probable que las misiones espaciales cortas causen daños duraderos. Sin embargo, los períodos prolongados en microgravedad pueden debilitar los músculos que sostienen las vértebras. Además, la ingravidez puede conducir a la degeneración de sus discos intervertebrales, los cojines amortiguadores ubicados entre las vértebras, según una revisión de 2023 publicada en la revista Frontiers in Physiology .
La degeneración del disco intervertebral en el espacio parece estar causada por la pérdida de agua. En condiciones normales de gravedad, la columna se comprime, lo que provoca que los discos expulsen agua a lo largo del día. Durante el sueño, en posición horizontal, se pierde la carga de la gravedad y los discos pueden rehidratarse. Este recambio permite que el disco mantenga niveles óptimos de hidratación y así conservar su estructura y funcionalidad. En microgravedad, sin embargo, esta fluctuación diaria se pierde, escribieron los autores de la revisión.
5. Baja inmunidad
La radiación cósmica, la microgravedad y el estrés físico y mental general involucrado en los viajes espaciales pueden debilitar el sistema inmunológico de los astronautas y hacerlos más susceptibles a infecciones y enfermedades sistémicas.
La exposición prolongada a la microgravedad puede reducir la cantidad y la función de los macrófagos, un tipo de glóbulo blanco que mata microbios dañinos y regula la acción de otras células del sistema inmunitario, según una revisión de 2021 publicada en la revista npj Microgravity . La ingravidez tiene un profundo impacto en el metabolismo, el crecimiento y la reproducción de los macrófagos, así como en los modos de comunicación entre los macrófagos y el resto del sistema inmunitario del cuerpo, escribieron los autores de la revisión.
Además, la creciente evidencia sugiere que un entorno sin peso puede causar que varias especies de microbios causen enfermedades más graves y se vuelvan resistentes al tratamiento, aunque esto se ha demostrado principalmente en estudios de placas de laboratorio, según una revisión de 2021 publicada en la revista Life .
6. Mayor riesgo de coágulos de sangre
Al igual que cualquier otro músculo, el corazón depende del tirón continuo de la gravedad de la Tierra para mantenerse fuerte y funcional. La gravedad atrae la sangre del cuerpo hacia el centro del planeta, obligando al corazón a contraerse lo suficientemente fuerte como para impulsar la sangre hacia arriba a través del cuerpo. La microgravedad toma esta fuerza, lo que puede llevar a que los corazones de los astronautas se vuelvan más pequeños con el tiempo.
Pero un corazón que se encoge no es el único efecto potencial de las misiones espaciales de larga distancia en el sistema cardiovascular humano: cada vez hay más pruebas de que la microgravedad también puede aumentar el riesgo de coágulos sanguíneos peligrosos .
Los estudios sugieren que este riesgo puede surgir porque la microgravedad está relacionada con un flujo sanguíneo reducido en todo el cuerpo y una mayor presencia de factores de coagulación de la sangre. Además, un entorno ingrávido puede causar disfunción en los tejidos que recubren los vasos sanguíneos, lo que teóricamente contribuiría al riesgo de coágulos sanguíneos durante los vuelos espaciales, según una revisión de 2021 publicada en la revista Experimental Physiology .
7. Aumento de los niveles de inflamación.
Las misiones espaciales de larga distancia pueden aumentar los niveles generales de inflamación en el cuerpo, según el Estudio de gemelos de la NASA , y dicha inflamación elevada se ha relacionado con afecciones como enfermedades cardíacas y resistencia a la insulina . Los astronautas Scott y Mark Kelly son hermanos gemelos idénticos. En un momento, Scott fue enviado a una misión espacial de un año mientras Mark permanecía en la Tierra, y los científicos aprovecharon esta oportunidad única para comparar cómo reaccionaban sus cuerpos en entornos tan diferentes.
Entre muchas otras pruebas, los investigadores compararon los niveles de citoquinas de los hermanos, proteínas en la sangre que indican respuestas inflamatorias. Descubrieron que el cuerpo de Scott era más propenso a la inflamación en microgravedad que el de Mark en la Tierra. Además, un tipo de citocina en la sangre de Scott permaneció elevado durante casi seis meses al regresar a casa desde el espacio. El equipo también vio signos de aterosclerosis (estrechamiento de la arteria debido a la acumulación de placa) en Scott que no aparecían en Mark y notó que este estrechamiento podría estar relacionado con la inflamación observada.
8. Daño en el ADN
Los astronautas enfrentan un mayor riesgo de daño en el ADN, principalmente debido a la exposición a la radiación cósmica y la microgravedad, según una revisión de 2017 publicada en la revista npj Microgravity . Las partículas cargadas de los rayos cósmicos pueden dañar las hebras de ADN directa o indirectamente mediante la producción de radicales libres, un tipo de molécula inestable. La microgravedad, por otro lado, puede interrumpir los procesos naturales de reparación del ADN, lo que aumenta aún más el riesgo de mutaciones genéticas, escribieron los autores de la revisión.
Las condiciones únicas a bordo de un vuelo espacial, como el contacto frecuente con productos químicos tóxicos (por ejemplo, partículas de polvo que cubren la superficie de los objetos celestes o ciertos componentes de una nave espacial) y la falta de aire fresco también pueden contribuir a este efecto dañino. Como tal, las misiones espaciales de larga distancia pueden conducir a una acumulación de mutaciones genéticas, lo que aumenta el riesgo de cáncer, fibrosis quística , anemia de células falciformes y otros efectos adversos para la salud, anotaron los autores de la revisión.
9. Mala salud intestinal
El tracto gastrointestinal humano alberga billones de microbios que pueden influir en la función digestiva de las personas, las respuestas inmunitarias, el metabolismo y la señalización nerviosa, entre otras funciones corporales. El microbioma intestinal cambia continuamente en respuesta a factores externos, como la dieta y los niveles de estrés psicológico, y los vuelos espaciales también pueden afectar la salud intestinal, según una revisión de 2021 publicada en la revista Life .
Los astronautas tienden a tener una población menos diversa de microbios intestinales en comparación con las personas en la Tierra y, a menudo, albergan una mayor abundancia de especies bacterianas que promueven la inflamación intestinal, como Faecalibacterium y Parasutterella , según la revisión. Scott, del Estudio de gemelos de la NASA, también mostró cambios profundos en su microbioma intestinal durante el vuelo espacial, pero su intestino volvió a la normalidad en la Tierra.
Además, un estudio con ratones de 2023 publicado en la revista Cell Reports ha demostrado que los cambios en el microbioma intestinal inducidos por los vuelos espaciales pueden acelerar la tasa de pérdida ósea en microgravedad. Sin embargo, se necesita más investigación para comprender cómo y si este mecanismo funciona en humanos.
10. Cambios en la estructura y actividad del cerebro.
Las misiones espaciales de larga distancia pueden “reconectar” los cerebros de los astronautas . La fuerza impulsora detrás de este efecto es probablemente la microgravedad.
La ingravidez hace que el líquido cefalorraquídeo, una sustancia acuosa que amortigua y proporciona nutrientes al cerebro y la médula espinal, se mueva. Esto, a su vez, puede alterar la forma y el peso de la materia blanca y gris del cerebro. Los cambios en la estructura y la actividad del cerebro aún pueden estar presentes varios meses después de que los astronautas aterricen en la Tierra. Al mismo tiempo, los científicos no están seguros de cuán perjudiciales podrían ser estas alteraciones para la salud humana.
Además, las misiones espaciales de larga distancia pueden cambiar la forma en que las diferentes partes del cerebro se comunican entre sí, según un estudio de 2023 publicado en la revista Communications Biology .
Los investigadores recopilaron escáneres cerebrales de 13 astronautas antes del vuelo espacial, poco después de que regresaran a casa y luego nuevamente ocho meses después, y descubrieron que estos cambios en la conectividad pueden persistir en los astronautas mucho después de que regresen a la Tierra. Se pueden ver algunos cambios de conectividad en las áreas motoras del cerebro, que controlan el movimiento y probablemente cambian para adaptarse a los desafíos de la ingravidez.