Flecha rota/Enrique Gutiérrez San Miguel

Salud espacial

En 1957, los soviéticos lanzaron al espacio a la perra Laika, para emprender los primeros estudios biológicos de los vuelos siderales y la medicina aeroespacial. En la actualidad, numerosas agencias multinacionales y empresas privadas estudian con ahínco dichos efectos de los viajes cósmicos en seres humanos y animales: Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, NASA; Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, JAXA; Agencia Espacial Europea, ESA; Corporación Estatal de Actividades Espaciales de Rusia, ROSCOSMOS y la Administración Espacial Nacional China, CNSA, solo por mencionar algunas.

Actualmente, para muchos de nosotros, la idea de viajar al espacio nos parece sumamente atractiva y dados los avances de la tecnología, difundida convenientemente y tamizada por cuestiones mercantiles, comerciales y/o políticas, hasta nos parece segura, divertida y ya soñamos con hacer turismo espacial. Sin embargo, la realidad es completamente diferente a lo que nos imaginamos, ya que viajar al espacio es algo sumamente arriesgado, difícil, peligroso e insano. Las investigaciones sobre la salud de los astronautas y los organismos modelo han revelado situaciones y características de la biología de los vuelos espaciales que propician los siguientes cambios moleculares fundamentales: estrés oxidativo, daño al ADN, desregulación mitocondrial, cambios epigenéticos, alteraciones en la longitud de los telómeros y cambios en el microbioma, producidos por el entorno al que se someten los viajeros espaciales.

Enseguida, una breve descripción de algunos de estos peligros y situaciones identificadas hasta ahora:

Estrés oxidativo.

La primera característica de la biología de los vuelos espaciales es el elevado estrés oxidativo y es una de las principales respuestas a las condiciones de los vuelos espaciales que pueden desencadenar daños en el ADN. El estrés oxidativo surge cuando la cantidad de radicales libres excede las capacidades antioxidantes naturales de la célula. A nivel fisiológico, el estrés oxidativo y el desequilibrio de oxidación-reducción contribuyen a las desregulaciones relacionadas con los vuelos espaciales de los sistemas cardiovascular, inmunológico, neurológico y metabólico.

Daño en el ADN por radiación

La exposición a la radiación ionizante es otro de los riesgos más importantes para la salud de los tripulantes de misiones en el espacio profundo. El entorno de radiación espacial incluye partículas solares energéticas emitidas durante las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal, así como las radiaciones cósmicas galácticas, GCR, integradas con electrones, positrones, protones, núcleos de helio y otros más pesados, denominados partículas de alta energía y alta carga, HZE. Tales radiaciones inducen roturas del ADN, ya sea a través de interacciones directas con la molécula de ADN o mediante radiolisis indirecta. Aunque las roturas de una sola hebra se reparan fácilmente mediante mecanismos de reparación por escisión, las roturas de doble hebra implican procesos de reparación más complejos que pueden experimentar errores. Los riesgos de una reparación incorrecta pueden provocar la detención del ciclo celular, muerte celular, mutaciones, reordenamientos cromosómicos y carcinogénesis posterior.

Desregulación mitocondrial

Una característica principal de las respuestas biológicas a los vuelos espaciales es la disfunción mitocondrial, que también está fuertemente relacionada con el estrés oxidativo. Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular.

Cambios la longitud de los telómeros

Una grave peculiaridad de los vuelos espaciales está representada por cambios en los telómeros. Los extremos de los cromosomas humanos están cubiertos por telómeros, matrices de proteínas asociadas que sirven para proteger los extremos cromosómicos de la degradación. Los telómeros también preservan la estabilidad del genoma y evitan reparaciones inapropiadas de daños en el ADN. Los telómeros se erosionan con la división celular y por tanto, con el envejecimiento. El estrés oxidativo, la infección y la inflamación también contribuyen al acortamiento de los telómeros, al igual que una serie de factores del estilo de vida. La dinámica de la longitud de los telómeros a lo largo del tiempo representa un biomarcador relevante e integrador para los astronautas, ya que podría reflejar las exposiciones y experiencias combinadas encontradas en el entorno extremo del espacio. Además, el análisis longitudinal de los telómeros proporciona un indicador de la salud general, el envejecimiento y las trayectorias de envejecimiento, porque la alteración de la longitud de los telómeros está relacionada con patologías relacionadas con la edad, como la demencia, las enfermedades cardiovasculares y el cáncer, todas afecciones con el potencial de influir en el astronauta.

Cambios en la regulación epigenética y genética

Otro rasgo de la biología de los vuelos espaciales son los cambios epigenéticos, incluida la regulación genética. Sin embargo, si bien se encontraron muchos cambios epigenéticos y de expresión genética en la misión de un año del astronauta gringo Scott Kelly, la mayoría de tales cambios volvieron a la normalidad al regresar a la Tierra.

Microgravedad y gravedad alterada

La vida en La Tierra ha evolucionado y se ha adaptado a la gravedad o atracción descendente de nuestro planeta. En el entorno espacial, esto no existe, lo que resulta en condiciones de microgravedad. A esto, debe añadirse que, durante su viaje, los tripulantes también experimentan un rango de niveles de gravedad variables, provenientes de otros cuerpos planetarios existentes en la trayectoria del vuelo, como nuestra Luna que ejerce apenas 1/6 de gravedad, G, o Marte con 1/3 de G.  La microgravedad induce adaptaciones y cambios celulares y moleculares en el genoma, el epigenoma y el proteoma, y estos cambios crean riesgos para una variedad de patologías. Además, a nivel del orgánico, los procesos biológicos para responder a la gravedad, en este caso inexistente, pueden provocar respuestas fisiológicas anormales: los líquidos, como la sangre y otros se desplazan hacia la cabeza y el tórax, lo que provoca una disminución del volumen de las piernas y cambios compensatorios del sistema cardiovascular. Los huesos y los músculos se atrofian a través de procesos de remodelación corporal, cuyos mecanismos moleculares no se comprenden totalmente. Otro factor sumamente importante son las fuerzas intensas que se generan durante despegues y aterrizajes a través de atmósferas, las cuales varían entre 3 y 6 G´s que someterán a los sistemas biológicos a un fortísimo estrés.

Confinamiento, aislamiento y cambio de microbioma

Los viajes interplanetarios confinarán y aislarán a los tripulantes en una nave espacial de tamaño limitado durante largos períodos y se espera que el aislamiento físico y social, junto a una distancia sin precedentes de la Tierra, probablemente aumentará los riesgos de salud psicológicos, conductuales y fisiológicos. En este contexto, destaca el microbioma.  El microbioma es un ecosistema dinámico de microorganismos que viven en nosotros, sobre nosotros y todo lo que nos rodea y sus cambios son impulsados por varios factores diferentes. Hay dos componentes principales del microbioma para estudiar en biología de vuelos espaciales. Primero, el microbioma de los propios astronautas puede cambiar, abarcando el intestino, la piel, la boca y otros microbiomas corporales de nicho. El segundo componente es el microbioma del entorno de la nave espacial. A pesar de estos estudios iniciales, todavía hay mucho que no se comprende completamente sobre los impactos de los vuelos espaciales en la dinámica del microbioma y sus consecuencias para la salud de los viajeros siderales.

Ambiente hostil y cerrado

La permanencia continua y prolongada en un ecosistema de naves espaciales cerradas presenta un entorno biológicamente hostil y cerrado para la salud de los tripulantes que deben monitorear en todo momento la temperatura de su hábitat, calidad del aire, habitantes microbianos, presión, iluminación y ruido para generar un ambiente saludable, dado que el ruido constante, los altos niveles de dióxido de carbono y los ecosistemas de microorganismos limitados juntos pueden afectar la salud cardiovascular, neurológica e inmunológica. Por ejemplo, se ha demostrado que los niveles de ruido ambiental contribuyen a las alteraciones cardiovasculares, las alteraciones del sueño y los déficits cognitivos; la eficacia limitada de los sistemas de reciclaje de aire pueden ocasionar aumento de CO 2 es una característica común en las naves espaciales que puede provocar una respuesta hipóxica y es probable que el confinamiento prolongado reduzca la variabilidad del microbioma ambiental, lo que podría afectar negativamente las funciones inmunes y el metabolismo de los viajeros espaciales.

Distancia de la Tierra

Un gran peligro de los vuelos espaciales largos, será la distancia de la Tierra misma, situación que provoca estrés psicológico e interrumpe la dinámica del equipo. Otro factor de suma importancia con respecto a esta lejanía de nuestro planeta es que se limitarán las opciones de tratamiento médico y otras capacidades del equipo, debido a: retrasos en las comunicaciones, capacidades médicas limitadas a bordo y ninguna evacuación rápida ni rescate inmediato durante tales misiones espaciales.

Como podrá apreciar, mi desencantado lector, viajar al espacio, no es en absoluto una actividad saludable, por lo menos en este momento, sin embargo, están aplicados en conocer con exactitud todos esos efectos negativos, para crear contramedidas que los eliminen o limiten y esto, pues a pasos agigantados, porque ya existe el compromiso de mandar una tripulación al planeta Marte antes de 25 años.