Um dos obstáculos para as longas missões espaciais é a perda muscular que os astronautas sofrem. Isso se chama atrofia, e a NASA diz que os astronautas podem perder até 20% de massa muscular durante missões de apenas 5 a 11 dias. Essa perda muscular afeta o que é chamado de "músculos anti-gravidade", incluindo músculos da panturrilha, quadríceps e músculos das costas e pescoço.
Essa perda muscular dificulta aos astronautas concluir suas tarefas, especialmente quando ocorrem missões em Marte. Também pode ser muito perigoso para os astronautas, porque eles ficam enfraquecidos quando retornam à Terra. Se houver problemas durante a reentrada e eles precisarem executar procedimentos de emergência extenuantes, essa falta de músculo pode ser a diferença entre vida e morte.
A perda muscular decorre do trabalho em um ambiente de microgravidade. Nesse ambiente, os músculos antigravitacionais de um astronauta não são ativos durante a atividade normal. Os astronautas se exercitam até 2,5 horas por dia na Estação Espacial Internacional para combater a atrofia muscular, andando de bicicleta ergométrica, andando ou correndo em uma esteira e usando um RED (Dispositivo de Exercício de Resistência).
A NASA financiou recentemente um estudo de 70 dias sobre perda muscular, para investigar como a perda muscular poderia ser minimizada para os astronautas. O estudo está publicado no PLOS One, com um título muito longo para ser reproduzido aqui. Em vez de usar astronautas reais como sujeitos de teste, o que seria impossível, o estudo usou indivíduos que passaram por 70 dias de HDBR (descanso de cabeça para baixo). O HDBR é considerado uma boa proxy para o que os astronautas sofrem em ambientes de microgravidade.
O estudo foi realizado pela Universidade do Texas Medical Branch (UTMB) por um grande grupo de pesquisadores. Todos os sujeitos do teste eram voluntários do sexo masculino com 35 anos, mais ou menos 8 anos. Havia um grupo controle que permaneceu no HDBR por 70 dias sem exercício ou suplementos, outro grupo que recebeu placebo e exercício e outro grupo que recebeu injeções de testosterona e exercício. Um total de 24 participantes do teste participou.
Durante o estudo, os pesquisadores fizeram biópsias de um músculo chamado Vastus lateralis. É a maior parte do músculo quadríceps na coxa. Essas amostras de tecido foram analisadas quanto a proteínas.
O que eles encontraram?
Os pesquisadores descobriram várias alterações nas proteínas musculares no Vastus lateralis que foram revertidas, ou pelo menos embotadas, pelo exercício. Esses exercícios resultaram em uma organização protéica mais saudável nas fibras musculares. O tratamento com testosterona levou a novas alterações de proteínas que promoveram o crescimento muscular superior ao do exercício isolado.
Isso provavelmente não parece muito surpreendente, já que a maioria de nós sabe o que a testosterona faz. Mas há mais no estudo. A equipe identificou biomarcadores em seus sujeitos de teste que são potencialmente preditivos de perda muscular. Existem também biomarcadores preditivos que indicam uma resposta robusta ao exercício e tratamento para combater a perda muscular.
"... o desenvolvimento de modelos preditivos precisos provavelmente envolverá algoritmos que incluem painéis de várias proteínas e fatores".
Do estudo “Investigação proteômica do músculo esquelético humano antes e após 70 dias de repouso na cama com ou sem contramedidas de exercícios e testosterona”
Como eles dizem em seu estudo, "A descoberta de biomarcadores proteômicos sensíveis pode, no futuro, permitir abordagens de medicina personalizadas, ajudando no desenvolvimento de contramedidas mais direcionadas com base nos perfis de proteoma da linha de base". Portanto, quanto melhor eles conhecerem o astronauta, melhor poderão prever e impedir a perda muscular.
"As idéias únicas que obtivemos sobre proteínas musculares durante o descanso prolongado no leito podem um dia ser aplicadas para prever alterações na massa / força muscular em várias situações e, em seguida, desenvolver um programa personalizado de exercícios e contramedidas hormonais", disse o autor sênior E. Lichar Dillon , Professor assistente da UTMB no departamento de medicina interna.
"O estudo nos deu a capacidade de identificar biomarcadores que preveem a suscetibilidade de cada indivíduo ao declínio da função muscular e a eficácia com que diferentes exercícios e tratamentos hormonais podem combater a atrofia", disse o autor sênior Randall Urban, diretor de pesquisa e professor da UTMB departamento de medicina interna.
Como os autores do estudo reconhecem, esta é uma abordagem bastante simples para o problema, mas um primeiro passo importante. Embora tenham identificado algumas proteínas que servem como biomarcadores para atrofia e tratamento muscular, é provável que haja um grande número de proteínas trabalhando juntas.
"Como esperado, nenhuma proteína individual que identificamos era totalmente preditiva para cada sujeito ou função fisiológica medida, e o desenvolvimento de modelos preditivos precisos provavelmente envolverá algoritmos que incluem painéis de várias proteínas e fatores", diz o estudo.
Avante para Marte
Nós estamos indo para Marte, sem dúvida. Muitas das manchetes sobre esse esforço se concentram na tecnologia para realizar o trabalho. Foguetes poderosos como o Space Launch System e naves espaciais como o Orion estão sendo desenvolvidos para levar os astronautas a Marte e depois voltar para casa.
Mas os próprios astronautas são os que precisam fazer o trabalho. A NASA está dedicando muitos recursos para entender como eles podem suportar essas longas missões. Este estudo, e muito mais a seguir, será uma parte essencial das missões bem-sucedidas em Marte.
Mais:
- Press Release: Pesquisadores da UTMB aprenderam como combater melhor a perda muscular durante vôos espaciais
- Artigo: Investigação proteômica do músculo esquelético humano antes e após 70 dias de repouso na cama com ou sem contramedidas de exercícios e testosterona
- NASA: Ficha de atrofia muscular
- NASA: Seu corpo no espaço: use-o ou perca-o
- Agência Espacial Canadense: O que acontece com os músculos no espaço?
- Sidney Morning Herald: Astronauta Scott Kelly sobre os efeitos devastadores de um ano no espaço
- Revista Space: Quão forte é a gravidade em Marte?
