La biología de los viajes espaciales

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Una serie de artículos publicados en diferentes revistas del grupo CellPress resume el conocimiento sobre la biología de los viajes espaciales que se ha obtenido durante las últimas décadas. Los artículos abordan los peligros de la conquista del espacio sobre el cuerpo humano y sus principales efectos a nivel molecular, así como las principales soluciones para asegurar la salud de los futuros exploradores del espacio.  

biología viajes espaciales
Una reciente colección de artículos recoge todo el conocimiento sobre los efectos de los viajes espaciales sobre la biología del ser humano. Imagen: Pixabay.

Radiación, microgravedad, confinamiento…Los viajes espaciales sitúan a los astronautas en un ambiente extremo y hostil que afecta a múltiples aspectos de su fisiología y puede influir negativamente sobre su salud.  Esta situación compromete la seguridad de los participantes en los viajes espaciales, así como en las potenciales futuras misiones en la Luna o en Marte.

Desde el lanzamiento en órbita del primer organismo vivo, la conocida perra Laika, la ciencia de los viajes espaciales ha experimentado numerosos avances, tanto a nivel tecnológico como en cuanto al conocimiento sobre el impacto del espacio en el funcionamiento de los seres vivos.

Gran parte de este conocimiento está recogido en una colección de artículos publicados en CellPress el pasado noviembre, formada por más de 20 trabajos en los que participan más de 200 investigadores de la NASA y otras agencias espaciales como la Agencia Europea del Espacio o la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón. La colección expone la información extraída del mayor conjunto de datos relacionados con la biología de los viajes espaciales que incluye los perfiles bioquímicos detallados de 59 astronautas, más de un 10% de los miembros de la especie humana que han estado en el espacio.

Riesgos de los viajes espaciales e impacto sobre la salud humana

El artículo central de la colección repasa los experimentos realizados en la Tierra y los datos obtenidos en los diferentes viajes espaciales de los astronautas  y resume los principales riesgos conocidos de los viajes espaciales, el impacto a nivel molecular y celular y sus efectos sobre la salud humana.

Por ejemplo, el principal riesgo relacionado con las misiones espaciales tripuladas es la exposición a radiación ionizante. Por sí misma la radiación es responsable de uno de los principales efectos moleculares de los viajes espaciales, los daños en el ADN, que aumentan el riesgo a desarrollar cáncer. Además, junto con la microgravedad  contribuye al estrés oxidativo que a su vez influye en diversas alteraciones asociadas a los vuelos espaciales  que se observan en el metabolismo o en los sistemas cardiovascular, neurológico o inmunitario.

Otros riesgos incluyen la microgravedad, ya mencionada, que también influye sobre la actividad muscular, el ambiente cerrado y hostil, el confinamiento y la distancia respecto a la Tierra, que limita la disponibilidad de recursos o cuidados médicos. Un ejemplo de los riesgos impuestos por la distancia a la Tierra fue la reciente identificación de un coágulo en la yugular de uno de los tripulantes de la Estación Espacial Internacional  que obligó a improvisar un tratamiento médico.

En cuanto a los efectos moleculares de los viajes espaciales, a los daños en el ADN y el estrés oxidativo se suman cambios a nivel epigenético y de expresión génica, así como en la longitud de los telómeros. Estas características han sido observadas en diferentes astronautas y proyectos, como el conocido Estudio de Gemelos de la NASA, que analizó los efectos moleculares de pasar un año en el espacio  a través de la comparación de dos gemelos, uno de ellos en Tierra y otro en la Estación Espacial Internacional.

Los peligros de los viajes espaciales combinados con sus efectos en el organismo se traducen en una serie de riesgos concretos para la salud de los tripulantes, que afectan a múltiples sistemas: pérdida del estado físico, cambios cardiovasculares, efectos neurológicos, riesgo de cáncer, degeneración del músculo, pérdida de masa ósea, disfunción inmunitaria, cambios en el metabolismo, cambios en el ritmo circadiano, problemas neurooculares…

Por último, la revisión también repasa diferentes moléculas presentes en sangre que podrían utilizarse como biomarcadores para evaluar el estado de salud durante los vuelos espaciales, como microARNs, marcadores genéticos de hematopoyesis clonal o exosomas.

Mirando hacia el futuro de los viajes espaciales

Viajes turísticos en órbitas cercanas a la Tierra, misiones en la Luna, la exploración de Marte…En las próximas décadas hay planeadas numerosas expediciones espaciales que deberán hacer frente a los múltiples riesgos para la salud que representa la conquista del espacio.  Gracias al conocimiento adquirido hasta el momento, los investigadores disponen de herramientas para mejorar la monitorización de los astronautas y vigilar su salud.

“Ahora tenemos una base sobre la que construir, cosas que sabemos que tenemos que observar en los futuros astronautas, como los cambios en la longitud de los telómeros y respuesta a los daños en el ADN”, señala Susan Bailey, investigadora de la  Universidad del Estado de Colorado y experta en telómeros y daños en el ADN inducidos por radiación que ha dirigido algunos de los estudios incluidos en la colección. “Mirando hacia adelante, nuestro objetivo es obtener una mejor idea de los mecanismos subyacentes, de qué está ocurriendo en el cuerpo humano durante los viajes espaciales de larga duración y cómo cambia entre personas. No todo el mundo responde de la misma forma. Esa es una de las cosas buenas de tener la mayor cohorte de astronautas en estos estudios”.

Referencias:

The biology of spaceflight. https://www.cell.com/c/the-biology-of-spaceflight?utm_medium=homepage

Afshinnekoo E, et al. Fundamental Biological Features of Spaceflight: Advancing the Field to Enable Deep-Space Exploration. Cell. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.10.050

Research provides new insights on health effects of long-duration space flight. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/csu-rpn112220.php

Nov. 25 Release: The Biology of Spaceflight – A package of 29 scientific papers published in five Cell Press journals. https://genelab.nasa.gov/cell_press_journal-2020

 

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