Astronautas en el espacio: de todos modos, ¿qué le sucede a tu cerebro en gravedad cero?

La NASA se ha comprometido a enviar humanos a Marte para la década de 2030. Este es un objetivo ambicioso cuando piensa que un viaje redondo típico durará entre tres y seis meses, y se esperará que las tripulaciones permanezcan en el planeta rojo hasta dos años antes de que la alineación planetaria permita el viaje de regreso a casa. Significa que los astronautas tienen que vivir en una (micro) gravedad reducida durante unos tres años, mucho más allá del récord actual de 438 días continuos en el espacio en poder del cosmonauta ruso Valery Polyakov.

En los primeros días de los viajes espaciales, los científicos trabajaron arduamente para descubrir cómo superar la fuerza de la gravedad para que un cohete pudiera catapultarse de la fuerza de la Tierra para aterrizar a los humanos en la luna. Hoy en día, la gravedad permanece en la parte superior de la agenda científica, pero esta vez estamos más interesados ​​en cómo la gravedad reducida afecta la salud de los astronautas, especialmente a sus cerebros. Después de todo, hemos evolucionado para existir dentro de la gravedad de la Tierra (1 g), no en la ingravidez del espacio (0 g) o en la microgravedad de Marte (0,3 g).

Entonces, ¿exactamente cómo hace frente el cerebro humano a la microgravedad? Pobre, en pocas palabras, aunque la información sobre esto es limitada. Esto es sorprendente, ya que estamos familiarizados con que los rostros de los astronautas se enrojecen y se hinchan durante la ingravidez, un fenómeno conocido cariñosamente como el "efecto Charlie Brown" o el "síndrome de las patas de los pájaros con cabeza hinchada". Esto se debe a un fluido que consiste principalmente en sangre (células y plasma) y líquido cefalorraquídeo que se desplaza hacia la cabeza, lo que hace que tengan caras redondas e hinchadas y piernas más delgadas.

Estos cambios de líquidos también se asocian con mareos en el espacio, dolores de cabeza y náuseas. También, más recientemente, se han relacionado con la visión borrosa debido a la acumulación de presión a medida que aumenta el flujo sanguíneo y el cerebro flota hacia arriba dentro del cráneo, una afección denominada discapacidad visual y síndrome de presión intracraneal. A pesar de que la NASA considera que este síndrome es el mayor riesgo para la salud en cualquier misión a Marte, descubrir qué lo causa y, una pregunta aún más difícil, cómo prevenirlo, sigue siendo un misterio.

Entonces, ¿dónde encaja mi investigación en esto? Bueno, creo que ciertas partes del cerebro terminan recibiendo demasiada sangre porque el óxido nítrico, una molécula invisible que generalmente flota en el torrente sanguíneo, se acumula en el torrente sanguíneo. Esto hace que las arterias que suministran sangre al cerebro se relajen, de modo que se abran demasiado. Como resultado de este implacable aumento en el flujo sanguíneo, la barrera hematoencefálica (el "amortiguador" del cerebro) puede abrumarse. Esto permite que el agua se acumule lentamente (una condición llamada edema), lo que provoca una inflamación del cerebro y un aumento de la presión que también puede empeorar debido a los límites en su capacidad de drenaje.

Piénsalo como un río que se desborda en sus orillas. El resultado final es que no llega suficiente oxígeno a partes del cerebro lo suficientemente rápido. Este es un gran problema que podría explicar por qué ocurre la visión borrosa, así como los efectos en otras habilidades, incluida la agilidad cognitiva de los astronautas (cómo piensan, se concentran, razonan y se mueven).

Un viaje en el “Vomit Comet”

Para averiguar si mi idea era correcta, necesitábamos probarlo. Pero en lugar de pedirle a la NASA un viaje a la luna, escapamos de los lazos de la gravedad de la Tierra simulando la ingravidez en un avión especial apodado el "cometa vómito".

Al escalar y luego sumergirse en el aire, este avión realiza hasta 30 de estas "parábolas" en un solo vuelo para simular la sensación de ingravidez. Duran solo 30 segundos, y debo admitir que es muy adictivo, ¡y realmente tienes una cara hinchada!

Con todo el equipo firmemente sujeto, tomamos medidas de ocho voluntarios que tomaron un solo vuelo todos los días durante cuatro días. Medimos el flujo sanguíneo en diferentes arterias que suministran al cerebro mediante un ultrasonido Doppler portátil, que funciona mediante el rebote de ondas sonoras de alta frecuencia en los glóbulos rojos circulantes. También medimos los niveles de óxido nítrico en muestras de sangre tomadas de la vena del antebrazo, así como otras moléculas invisibles que incluían radicales libres y proteínas específicas del cerebro (que reflejan un daño estructural al cerebro) que podrían indicar si la barrera hematoencefálica tiene sido forzado a abrir.

Nuestros hallazgos iniciales confirmaron lo que anticipamos. Los niveles de óxido nítrico aumentaron después de episodios repetidos de ingravidez, y esto coincidió con un aumento del flujo sanguíneo, particularmente a través de las arterias que abastecen la parte posterior del cerebro. Esto obligó a abrir la barrera hematoencefálica, aunque no hubo evidencia de daño cerebral estructural.

Ahora estamos planeando seguir estos estudios con evaluaciones más detalladas de los cambios en la sangre y los fluidos en el cerebro usando técnicas de imagen como la resonancia magnética para confirmar nuestros hallazgos. También vamos a explorar los efectos que las contramedidas, como los pantalones de succión de goma, que crean una presión negativa en la mitad inferior del cuerpo con la idea de que pueden ayudar a "chupar" la sangre del cerebro del astronauta, así como las drogas. Para contrarrestar el aumento de óxido nítrico. Pero estos hallazgos no solo mejorarán los viajes espaciales, sino que también pueden proporcionar información valiosa sobre por qué la "gravedad" del ejercicio es una buena medicina para el cerebro y cómo puede proteger contra la demencia y el accidente cerebrovascular en la vida posterior.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation por Damian Bailey. Lee el artículo original aquí.