Manter os astronautas fortes e saudáveis na microgravidade não é tarefa fácil. Aqueles que cumprem missões de seis meses a bordo da Estação Espacial Internacional devem exercício por duas horas por dia para evitar a perda muscular. Identificar o nível de microgravidade em que a atrofia começa seria, portanto, extremamente útil para estabelecer uma presença sustentada na Lua e em Marte.
É exatamente isso que um estudo publicado hoje em Science Advances procurou fazer. Os investigadores expuseram ratos a bordo da ISS a vários níveis de gravidade artificial e depois examinaram como os seus músculos respondiam. Eles descobriram que 0,67 g (67% da gravidade da Terra) é um limite chave – qualquer nível de gravidade inferior a este causava a deterioração dos seus músculos.
Embora os ratos não sejam humanos, este é um “estudo emocionante, porque somos capazes de fazer experimentos em roedores que são mais difíceis ou impossíveis com os humanos”, disse Lori Poutz-Snyder, reitora da escola de cinesiologia da Universidade de Michigan e ex-cientista-chefe do Projeto de Fisiologia do Exercício e Contramedidas da NASA, ao Gizmodo por e-mail. Ela não estava envolvida no estudo.
Os músculos precisam da gravidade para permanecerem fortes
Modelos de camundongos são atualmente uma das melhores maneiras de estudar os impactos musculares de longo prazo da microgravidade, disse ao Gizmodo Mark Shelhamer, professor de otorrinolaringologia e cirurgia de cabeça e pescoço na Universidade Johns Hopkins e ex-cientista-chefe do Programa de Pesquisa Humana da NASA. Eles fornecem uma forma prática e controlada de estudar os efeitos fisiológicos da microgravidade ao longo do tempo.
Os 24 ratos envolvidos neste estudo foram lançados na ISS em março de 2023. A tripulação a bordo da estação usou o sistema de centrífuga MARS da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão para expor os roedores a condições de 0,33 g, 0,67 g e 1 g por até 28 dias. Em abril de 2023, 23 dos ratos regressaram vivos à Terra e os investigadores dissecaram-nos para procurar alterações na sua força de preensão e sinais de atrofia.
Isto revelou que mesmo um baixo nível de gravidade de 0,33 g foi suficiente para impedir a deterioração completa dos músculos, embora as fibras musculares dos roedores tenham mudado de composição. Com 0,67 g, os ratos não apresentaram deterioração muscular, perda de força ou alterações nas fibras.
Embora estes resultados possam não ser diretamente transferidos para os seres humanos, são – no mínimo – um sinal de alerta de que os níveis de gravidade na Lua e em Marte provavelmente não são suficientes para prevenir a atrofia nos astronautas durante longos períodos de tempo, uma vez que estão bem abaixo do limite de 0,67g. Especificamente, a gravidade na Lua é de aproximadamente 0,17 ge 0,38 g em Marte.
Definindo quanta gravidade os humanos precisam
Curiosamente, a pesquisa de Ploutz-Snyder – que expor humanos a curtos períodos de microgravidade usando voos parabólicos – identificaram um limite semelhante de 0,5 ga 0,75 g. Mais pesquisas ajudarão a determinar se isso é apenas uma coincidência ou uma indicação de que o limite de 0,67 g é significativo para os seres humanos. Ela acredita, no entanto, que é um ponto de partida sólido para estudos futuros.
“Você tem que começar de algum lugar, e este é um desenvolvimento emocionante”, disse ela.
Shelhamer concorda. “Antes de ver este estudo, eu gostaria [have said] não sabemos nada sobre quanta exposição à gravidade é necessária para interromper ou desacelerar o descondicionamento que ocorre quando você envia pessoas ao espaço, “disse ele.” Portanto, este estudo está certamente ajudando a definir isso. “
Ambos os especialistas disseram que a compreensão deste limite ajudará os cientistas a compreender se os níveis de gravidade na Lua e em Marte seriam suficientes para sustentar a saúde dos astronautas. Isto é crítico, pois a NASA eventualmente espera estabelecer uma base lunar através do programa Artemis e enviar humanos para o Planeta Vermelho.
“Não temos ideia se estar na Lua em um sexto [Earth] gravidade ou estar em Marte em três oitavos [Earth gravity]é suficiente para interromper o descondicionamento dos ossos, músculos – todas as outras coisas”, explicou Shelhamer. “E realmente esperamos que isso seja suficiente. Caso contrário, você terá que levar equipamento de exercício quando estiver planejando missões mais longas.”
Além disso, a compreensão deste limite ajudaria os cientistas a determinar quais níveis de gravidade artificial podem ser mais úteis e eficientes para voos espaciais de longa duração e se a NASA pode reduzir as contramedidas de exercício para astronautas expostos a algum nível de microgravidade – seja natural ou artificial, explicou Poutz-Snyder.
Ela espera que estudos futuros não apenas ajudem a validar e refinar o limite de 0,67 g em humanos, mas também investiguem como esse limite difere para a deterioração óssea, como o exercício altera o limite e apresentem implicações práticas para esta informação. Esse trabalho poderá aproximar-nos mais do que nunca de uma presença humana sustentável na Lua, em Marte e mais além.
