viernes, 19 de noviembre de 2010

Sueños de largos viajes espaciales o incluso de la colonización ignora las limitaciones biológicas que nos ancla firmemente a la Tierra, sostiene Theunis Piersma

En una conferencia de prensa antes de su primera experiencia de la ingravidez en 2007, el físico teórico Stephen Hawking dijo que esperaba que su vuelo de gravedad cero fomentará el interés público en la exploración espacial. Sostuvo que ante el inminente riesgo cada vez mayor de limpiar nosotros mismos la Tierra, los seres humanos tendríamos que colonizar el espacio.

Hawking ha sostenido que hay que hacer esto dentro de los dos próximos siglos o nos enfrentaremos a la extinción. Tal anuncio sin duda alentado por el presidente Barack Obama en un anuncio en abril de este año sobre una nueva iniciativa para enviar gente a Marte en 2030.

Hawking, Obama y otros defensores de los viajes espaciales de larga duración estan cometiendo un grave error. Los seres humanos no pueden dejar la Tierra durante el tiempo que dura un viaje a Marte y de regreso, por la sencilla razón de que nuestra biología está íntimamente vinculado a la Tierra.

Para que funcionemos correctamente, necesitamos la gravedad. Sin ella, el ambiente es menos exigente en el cuerpo humano de varias maneras y esto se muestra en el regreso a la Tierra. ¿Recuerda los ojos debilitados de los astronautas después de las misiones Apolo? Eso no es nada comparado con lo que sucedería a los astronautas que regresarían de Marte.

Una de las primeras cosas que se verán afectados es el corazón, que reduce hasta en un cuarto después de una semana en órbita (The New England Journal of Medicine, vol 358, p 1370). El corazón se atrofia debido a la disminución de la presión arterial y la cantidad de sangre expulsada por el corazón. De esta manera, la atrofia del corazón conduce a la reducción en la capacidad de ejercicio. Los astronautas que regresan a la Tierra después de varios meses en la Estación Espacial Internacional, viven tal experiencia y recaidas porque la sangre no llega a su cerebro en cantidades suficientes.

Seis semanas en la cama conduce a la atrofia sobre gran parte del corazón lo mismo que una semana en el espacio, lo que sugiere que la atrofia es causada tanto por la ingravidez y la reducción en el ejercicio.

También el tejido muscular sufre demasiado. Los efectos de la ingravidez en los músculos de las extremidades son fáciles de verificar experimentalmente. Debido a que lleven el peso del cuerpo, la "anti-gravedad" provoca que los músculos de los muslos y las pantorrillas degeneran de manera significativa cuando durante un vuelo espacial.

A pesar de intentos por mejorar esta situación en los miembros de la tripulación de la Estación Espacial Internacional, después de seis meses habían perdido el 13 por ciento del volumen de músculos de la pantorrilla y el 32 por ciento de la potencia máxima de sus músculos de las piernas (Journal of Applied Physiology, vol 106, p 1159).

Varios cambios metabólicos también se producen, incluyendo una disminución de la capacidad de oxidación de la grasa, que puede conducir a la acumulación de grasa en el músculo atrofiado. Los viajeros espaciales también sufren el deterioro de la función inmune durante y después de sus misiones (Aviation, Space, and Environmental Medicine, vol 79, p 835).

Posiblemente el efecto más temible de los cuerpos es la pérdida de hueso (The Lancet, vol 355, p 1569). A pesar de la dureza y la fuerza del hueso, y la relativa facilidad con la que se fosiliza, que le dan una apariencia de permanencia, el hueso es en realidad un tejido vivo y muy flexible. En el siglo 19, el anatomista alemán Julius Wolff descubrió que los huesos se ajustan a las cargas bajo las que se encuentren. Una disminución de la carga lleva a la pérdida de material óseo, mientras que un aumento lleva a que sea más grueso el hueso.

No es de extrañar, entonces, que en la microgravedad del espacio desmineraliza los huesos, especialmente los que normalmente soportan la mayor carga. Cosmonautas que pasaron medio año en el espacio perdieron  hasta una cuarta parte del material en la espinilla a sus huesos, a pesar de un ejercicio intenso (The Lancet, vol 355, p 1607). Aunque los experimentos en embriones de pollo en la Estación Espacial Internacional han establecido que la formación de hueso continua en condiciones de microgravedad, las tasas de formación son superadas por la pérdida de hueso.

¿Cuál es la mayor preocupación es que, a diferencia de la pérdida de músculo que se nivela con el tiempo, la pérdida de hueso parece continuar a un ritmo constante de 1 a 2 por ciento por cada mes de la ingravidez. Durante una misión de tres años a Marte, los viajeros del espacio podrían perder alrededor de 50 por ciento del material de hueso, lo que haría muy difícil volver a la Tierra y a sus fuerzas gravitacionales. La pérdida de hueso durante los viajes espaciales sin duda trae a casa la máxima de "usarlo o perderlo".

La pérdida de hueso no es permanente. Dentro de los seis meses de su regreso a la Tierra, los astronautas que pasaron medio año en el espacio mostraron una recuperación parcial de la masa ósea. Sin embargo, incluso después de un año de recuperación, los hombres que habían sido expuestos experimentalmente a tres meses de reposo total no habían recuperado completamente todo el hueso perdido, aunque sus músculos de la pantorrilla se habían recuperado mucho antes (Bone, vol 44, p 214).

Las agencias espaciales tendrán que ser muy creativas para abordar la cuestión de la pérdida de masa ósea durante los vuelos a Marte. Hay conceptos en el desarrollo de naves espaciales con gravedad artificial, pero nadie sabe siquiera como la fuerza gravitacional es necesaria para evitar estos problemas. Hasta ahora, las criaturas como las medusas sin hueso son mucho más propensas que las personas para regresar a salvo a la Tierra después de los viajes espaciales de varios años. Para los seres humanos, la gravedad es la frontera de Marte.

La imposibilidad de un viaje al espacio es sólo uno de muchos ejemplos de cómo nuestros cuerpos, y los de nuestros compañeros de los organismos, son inseparables de los ambientes en que vivimos. En nuestras ambiciones futuristas no debemos olvidar que nuestras mentes y cuerpos están conectados a la Tierra como por un cordón umbilical.

Theunis Piersma es profesor de ecología animal de la Universidad de Groningen en los Países Bajos y el científico principal de investigación en los Países Bajos del Royal Netherlands Institute for Sea Research en Den Burg. Este artículo se basa en su nuevo libro "The Flexible Phenotype: A body-centred integration of ecology, physiology, and behaviour" (con Jan A. Van Gils, Oxford University Press)

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