Riassunto:
Un viaggio su Marte potrebbe non mettere alla prova il cuore umano tanto quanto temevano un tempo gli scienziati. Uno studio mostra che gli astronauti si adattano bene ai mesi in assenza di gravità. La ricerca, pubblicata oggi su Circulation, fornisce prove incoraggianti del fatto che gli esseri umani possono resistere ai viaggi spaziali su Marte e funzionare normalmente nella sua gravità più debole.
Nello studio, gli scienziati hanno monitorato le condizioni cardiache di 13 astronauti che hanno trascorso circa sei mesi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. I risultati hanno mostrato che, sebbene il volo spaziale influisca inizialmente sulla funzione cardiaca, gli astronauti si adattano gradualmente all’ambiente e che l’esercizio quotidiano ad alta intensità svolge un ruolo importante nel mantenimento della salute cardiovascolare.
Poiché sia l'assenza di gravità che il ritorno a un ambiente gravitazionale porranno sfide al corpo umano, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) è preoccupata se il cuore e il sistema circolatorio degli astronauti possano adattarsi all'ambiente di microgravità dello spazio su Marte, dove la gravità è solo circa il 38% di quella terrestre.
Sulla Terra, il cuore deve continuare a pompare il sangue contro la gravità e i muscoli devono sostenere il peso corporeo; nello spazio, questi carichi sono notevolmente ridotti e col tempo i muscoli e persino il cuore si atrofizzeranno. Ma dopo essere ritornato nell'ambiente gravitazionale, il sangue verrà attirato nella parte inferiore del corpo. Dopo l'atterraggio, gli astronauti spesso avvertono sintomi di vertigini, occhi scuri e persino un improvviso calo della pressione sanguigna. Questo è chiamato ipotensione ortostatica. Tuttavia, gli astronauti coinvolti nello studio si sono generalmente adattati bene al nuovo ambiente gravitazionale, forse grazie all’intenso programma di esercizi che hanno continuato durante tutta la missione.
Nell'ambito del programma "Exercise Countermeasures" della NASA, gli astronauti si esercitano fino a due ore al giorno. L'allenamento comprende da 30 a 45 minuti di allenamento di resistenza per rafforzare il sistema cardiovascolare e da 60 a 75 minuti di allenamento di resistenza per mantenere la massa e la forza muscolare. James Thomas, autore dell'articolo e della Feinberg School of Medicine della Northwestern University, ha spiegato: "In un ambiente senza peso, puoi scivolare e salutare i tuoi compagni con un semplice tocco del piede. A causa della ridotta quantità di esercizio fisico, la massa dei muscoli e del cuore diminuirà. Per combattere questo problema, l'esercizio spaziale è fondamentale."
Per capire cosa succede al cuore durante il volo spaziale di lunga durata, i ricercatori hanno raccolto ecocardiogrammi prima, durante e dopo la missione di ciascun astronauta. Le scansioni a ultrasuoni utilizzano le onde sonore per generare immagini dinamiche del cuore, consentendo al personale medico di esaminare la struttura del cuore e misurarne l'efficienza di pompaggio. Ogni poche settimane, gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale si scansionano a vicenda i cuori e trasmettono i dati sulla Terra. I ricercatori hanno monitorato i cambiamenti nella funzione cardiaca durante lo studio. Thomas ha condotto lo studio in collaborazione con Benjamin Levine del Southwestern Medical Center dell’Università del Texas e Michael Bungo della McGovern Medical School dell’Health Science Center dell’Università del Texas a Houston.
I risultati della scansione hanno mostrato che il cuore dell'astronauta inizialmente aveva difficoltà ad adattarsi all'ambiente spaziale. Durante le prime due settimane nello spazio, i ricercatori hanno osservato una diminuzione del volume di riempimento cardiaco, della gittata sistolica e di molte altre misure della funzione cardiovascolare. Il volume di riempimento cardiaco si riferisce alla quantità di sangue che entra nel cuore tra i battiti cardiaci, mentre il volume di eiezione descrive la quantità di sangue pompato dal cuore ad ogni contrazione. Entrambe le misurazioni sono diminuite all'inizio della missione, indicando che i cuori degli astronauti pompavano temporaneamente meno sangue ad ogni battito.
Ma man mano che gli astronauti restano nello spazio per periodi di tempo più lunghi, il loro sistema cardiovascolare si adatterà gradualmente. Il volume di riempimento cardiaco e il volume sistolico sono gradualmente migliorati, avvicinandosi infine ai livelli pre-lancio. Questi risultati suggeriscono che il cuore potrebbe essere più adattabile all’assenza di gravità a lungo termine rispetto a quanto suggerito da misurazioni precedenti, soprattutto se gli astronauti mantengono un’attività fisica regolare.
I ricercatori volevano anche rispondere a una domanda fondamentale per le future missioni su Marte: cosa succede quando un astronauta che ha trascorso mesi in assenza di gravità ritorna improvvisamente alla gravità? Sebbene la gravità sulla superficie di Marte sia molto più debole di quella sulla Terra, il modo in cui funziona il cuore degli astronauti cambierà comunque dopo mesi di fluttuazione nello spazio. Per ricreare tali effetti, i ricercatori hanno condotto test simulati sulla gravità marziana dopo il ritorno degli astronauti sulla Terra.
Durante il test, ogni astronauta si è inclinato verso l'alto di 22 gradi da una posizione sdraiata per consentire al sangue di fluire nella parte inferiore del corpo per simulare l'impatto della gravità di Marte sul sistema circolatorio. I risultati dei test sono stati incoraggianti: dopo aver trascorso circa sei mesi nello spazio, i cuori degli astronauti hanno funzionato altrettanto bene nella gravità marziana simulata come quando erano in piedi sulla Terra prima della missione. Ciò suggerisce che gli astronauti che mantengono la forma fisica cardiovascolare durante il volo spaziale potrebbero essere in grado di adattarsi alla gravità più debole di Marte senza avere grossi problemi cardiovascolari.
Sebbene lo studio abbia un campione di piccole dimensioni e utilizzi simulazioni anziché scenari reali di atterraggio su Marte, fornisce comunque prove preziose per la pianificazione futura delle missioni. "Sulla base delle nostre scoperte, è ora ragionevole credere che gli esseri umani possano volare su Marte, atterrare con successo su Marte e svolgere lavori sulla superficie di Marte." Tommaso ha detto. (Hou Huijing)
Informazioni sul documento correlato:
https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.125.078665
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