A NASA e a Agência Espacial Nacional da China (CNSA) têm planos para enviar astronautas a Marte já na próxima década.
Como é de esperar, uma meta desse porte exige planeamento, investigação e a capacidade de antecipar e preparar, com antecedência, todos os obstáculos possíveis. Nesse conjunto de desafios, a saúde e a segurança dos astronautas estão no topo da lista.
Além dos riscos ligados ao longo tempo de viagem - como a radiação e os efeitos de permanecer por períodos prolongados em microgravidade - existe também o problema do próprio ambiente marciano.
Por que a gravidade de Marte preocupa o músculo esquelético
Para além da exposição a níveis mais elevados de radiação, a gravidade em Marte equivale a cerca de 38% da gravidade terrestre.
Isso pode trazer riscos de saúde a longo prazo. No momento, uma equipa internacional de investigadores está a analisar de que forma a gravidade marciana afeta um elemento central da saúde humana: o músculo esquelético.
Esse tipo de músculo - o tecido mais abundante do corpo humano (representando mais de 40% da massa corporal total) - é indispensável para o movimento e para a saúde metabólica.
Para completar, trata-se de um tecido particularmente sensível: em gravidade mais baixa, pode ocorrer uma perda significativa de força, tamanho e desempenho muscular. Por isso, torna-se essencial compreender como esse tecido se comportará no ambiente de Marte.
A equipa de pesquisa reuniu cientistas do Instituto de Medicina da Universidade de Tsukuba, da Tohoku Medical Megabank Organization, do Advanced Research Center for Innovations in Next-Generation Medicine (INGEM), do Beth Israel Deaconess Medical Center, do Brigham and Women's Hospital, do Space Environment Utilization Center da Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) e de várias universidades.
Os resultados foram publicados na revista Science Advances.
Como foi o experimento no módulo Kibo da JAXA
No ensaio, os investigadores avaliaram como a gravidade reduzida influencia o tecido do músculo esquelético em 24 camundongos enviados ao módulo experimental Kibo, da JAXA.
Em seguida, esses camundongos foram colocados num equipamento de centrifugação desenvolvido pela JAXA, chamado Multiple Artificial-gravity Research System (MARS). Ali, foram expostos a quatro níveis distintos de gravidade - microgravidade, 0.33 g, 0.67 g e 1 g - durante um período de 28 dias.
Antes do lançamento, os animais passaram por testes de pré-voo no Kennedy Space Center, da NASA, para onde também regressaram a fim de recolha de amostras após a missão.
As amostras foram então analisadas por cientistas do Metabolism and Muscle Biology Lab (MMBL), no Departamento de Nutrição da University of Rhode Island (URI). A professora Marie Mortreux, que lidera o MMBL, afirmou numa matéria do Rhody Today:
"Embora possamos simular o voo espacial na Terra em humanos, isso é extremamente complicado e caro. Temos centrífugas que podem ser usadas para expor temporariamente humanos a determinados níveis de gravidade, mas isso não é homogéneo nem constante.
Usámos níveis de gravidade igualmente espaçados para obter 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 ações para viabilizar a exploração de Marte."
O que os resultados indicam para missões a Marte
Mortreux e a sua equipa avaliaram o peso, a força e o movimento dos camundongos depois que regressaram ao Kennedy Space Center. A análise indicou que 0.33 g reduziu a atrofia muscular induzida pelo voo espacial, enquanto 0.67 g evitou o problema por completo.
A equipa também mediu a força de preensão dos membros anteriores com eletromiografia por impedância (EIM), e os dados mostraram que 0.67 g foi suficiente para preservar o desempenho muscular.
Em conjunto, os resultados apontaram que 0.67 g é um limiar crítico para mitigar a atrofia muscular causada por um voo espacial prolongado.
Além disso, ao analisarem o plasma sanguíneo dos camundongos, os investigadores identificaram 11 metabolitos 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 estudos anteriores conduzidos por Mortreux com a professora Mary Bouxsein (coautora do artigo) na Harvard Medical School.
Enquanto Bouxsein desenvolveu, no início da década de 2010, o modelo em camundongos para simular gravidade parcial em solo, Mortreux criou em Harvard o modelo de gravidade parcial em ratos. Assim, ambas acumulam familiaridade com o impacto de diferentes níveis de gravidade sobre tecidos musculoesqueléticos.
"Como esta missão tinha o objetivo de avaliar a gravidade como um contínuo, estávamos numa posição ideal para verificar se os resultados em solo teriam desfechos semelhantes quando a carga mecânica reduzida fosse aplicada em órbita", disse Mortreux.
"Trabalhar com uma equipa internacional foi desafiador e empolgante. Acho que a minha experiência de trabalho em Itália, França e Estados Unidos ajudou-me a estar preparada para colaborações de grande escala."
Uma conclusão prática do estudo é que futuras missões a Marte terão de considerar estratégias para reduzir a perda de músculo esquelético durante o longo trajeto entre a Terra e Marte.
Afinal, astronautas executam rotinas científicas com regularidade e precisam manter mobilidade e força muscular. O mesmo vale para a saúde física quando regressarem à Terra.
À luz desses achados, tórus giratórios (estruturas rotativas para gerar gravidade artificial) podem ser uma adição sensata a futuros planos de voo espacial, nos moldes 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 pela Universe Today. Leia o artigo original.
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