¿Cómo afectan los viajes espaciales a la salud de los astronautas?

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Los seres humanos estamos fisiológicamente adaptados a la vida en la Tierra. Por ello, la experiencia de un vuelo espacial tripulado puede suponer muchos efectos negativos en el cuerpo a corto, medio y largo plazo.​

Desde hace años, varios grupos de investigación analizan el enorme ajuste que representa estar en el espacio durante un periodo determinado de tiempo. En 2023, un estudio en la revista Frontiers in Immunology mostró cómo los viajes espaciales afectaban al sistema inmunitario de 14 astronautas durante sus estancias a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés).

El trabajo identificó cambios genéticos –un descenso de la función inmunitaria– a los pocos días de llegar a la ISS, y una posterior vuelta a la situación de partida varios meses después de su regreso a la Tierra, lo que indica una rápida aclimatación tras experimentar la microgravedad.

Hoy, un total de 18 artículos se publican en varias revistas del grupo Nature con el objetivo de describir los efectos de los vuelos espaciales en la biología y salud humana. El paquete Space Omics and Medical Atlas, o SOMA, representa una colección en la que participan investigadores de docenas de instituciones que producen resultados científicos a partir de una diversa gama de misiones.

Así, se incluyen análisis de muestras recogidas de la primera tripulación totalmente civil de la misión Inspiration4 de SpaceX y de astronautas que han pasado 180 días o un año en la ISS, en proyectos como Polaris Dawn, NASA Twins, los de la compañía Axiom y alguno de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA).

Los resultados, que pretenden dar una visión a largo plazo, representan el mayor compendio de datos sobre medicina aeroespacial hasta la fecha, una especialidad que se encuentra “muy a la zaga de los avances en la Tierra”, según los autores.

“Los vuelos espaciales inducen cambios moleculares, celulares y fisiológicos en los astronautas y plantean diversos retos biomédicos al cuerpo humano”, señala el equipo de investigación, formado por expertos de Argentina, Canadá, Rumanía, Arabia Saudí o EE UU.

“A medida que más personas se aventuran en el espacio, comprender los riesgos asociados es clave para la preparación de misiones de larga duración, tanto lunares como en un futuro a Marte”, añaden.

Principales conclusiones

Afshin Beheshti, investigador del NASA Ames Research Center y uno de los autores de varios de los estudios publicados en el paquete de Nature, explica a SINC las principales conclusiones: “Un tema recurrente en todos los artículos es el impacto significativo de los vuelos espaciales en la función mitocondrial y la regulación inmunitaria. Los datos recogidos en las misiones Inspiration4 y de JAXA, junto con experimentos simulados en la Tierra, proporcionan datos humanos sólidos que confirman estos impactos”.

En publicaciones anteriores se habían abordado estas cuestiones, pero los nuevos hallazgos indican que la microgravedad y la radiación espacial afectan sistemáticamente al organismo, lo que provoca disfunciones a escala celular que repercuten en múltiples órganos, como los músculos, los riñones, el corazón, la piel y los tejidos relacionados con el sistema nervioso central.

“Los factores clave identificados pueden servir como biomarcadores de riesgos para la salud y como posibles objetivos de contramedidas”, puntualiza. Igualmente, se advierte un envejecimiento acelerado y debilidad.

“La respuesta sistémica observada en los vuelos espaciales contribuye a aumentar la fragilidad en los seres humanos. Se sabe que el espacio acelera el envejecimiento y muchas enfermedades humanas, y la investigación lo subraya identificando riesgos clave para la salud que pueden ser objeto de medidas preventivas”, continúa Beheshti.

De la misma forma, existe un impacto en la piel. Algunos de los artículos exploran factores clave que afectan a este órgano durante los viajes por el espacio, y sugieren futuras líneas de investigación para probar posibles alternativas destinadas a mitigar los daños cutáneos causados por las condiciones espaciales.

Otros riesgos para la salud

Un exhaustivo artículo de ciencia abierta dirigido por Keith Siew y Ben Walsh, del University College de Londres, detalla por primera vez cómo se ve afectado el riñón en los vuelos por espacio. El estudio pone de relieve los riesgos de formación de cálculos renales y de reestructuración de este órgano debido a la radiación cósmica y a la microgravedad, lo que puede provocar importantes problemas de salud relacionados con el riñón asociados a la disfunción inmunitaria y mitocondrial.

Igualmente, varios de los artículos profundizan en los riesgos para la salud específicos de la mujer. “Los datos amplían nuestra comprensión de cómo los viajes espaciales afectan a la biología femenina y apuntan formas de mitigar estos riesgos”, afirma Beheshti.

Un hallazgo significativo de uno de los artículos firmados por este investigador se refiere a la inhibición de una firma clave de microARN, que puede mitigar el daño causado por la radiación espacial. Este trabajo demuestra que la inhibición de estos factores puede salvar las vías inmunitarias e inflamatorias desreguladas en el espacio.

“Los experimentos de contramedidas realizados con radiación espacial simulada en la Tierra se validaron con datos de astronautas de las misiones I4 y JAXA”, indica Beheshti. “El desarrollo de dichas medidas preventivas es un tema central en varios artículos, en los que se identifican posibles objetivos y fármacos que podrían utilizarse para mitigar los daños inducidos por los vuelos espaciales”.

Sin riesgos en los viajes cortos

En otro artículo publicado en Nature, el equipo de Mathias Basner, de la Universidad de Pensilvania, y Christopher Mason, del centro Weill Cornell Medicine (ambos en EE. UU.),  presentan  información de la misión Inspiration4, en la que cuatro astronautas civiles volaron durante tres días a 590 km de altura sobre la Tierra, una altura superior a la de la ISS (que orbita entre 370 y 460 km sobre la superficie terrestre).

En la misión se utilizaron nuevos equipos y dispositivos de diagnóstico para vuelos espaciales. Los autores concluyen que esta misión de corta duración no supuso un riesgo significativo para la salud de la tripulación y presentan datos que describen las primeras fases de adaptación al vuelo espacial en el cuerpo humano a nivel anatómico, celular, fisiológico y cognitivo.

El papel de la radiación en los telómeros

Como parte del histórico Estudio de Gemelos de la NASA, la profesora Susan Bailey, de la Universidad Estatal de Colorado, publicó una investigación pionera sobre los efectos de los vuelos espaciales en el cuerpo humano. Ahora, Bailey, bióloga especializada en cáncer por radiación de la Universidad Estatal de California, sigue desarrollando ese trabajo en algunos de los artículos publicados esta semana. 

Su nueva investigación muestra que los telómeros, unas ‘tapas’ protectoras situadas en los extremos de nuestros cromosomas que se acortan con la edad y diversos factores de estrés, eran más largos durante la misión Inspiration4 de 2021 en los cuatro miembros civiles de la tripulación, un viaje que solo duró tres días. Eso sí, tres de los cuatro astronautas también mostraron un rápido acortamiento de los telómeros una vez de vuelta en la Tierra.

En otro artículo, su equipo mostró que la tripulación de la misión Insipiration4 –así como el astronauta Scott Kelly y alpinistas de gran altitud– mostraron mayores niveles de ARN telomérico. “Los hallazgos demuestran que el ADN telomérico está siendo dañado durante los vuelos espaciales, potencialmente por la exposición a la radiación 24/7”, expone a SINC Bailey.

La misma investigadora y Christopher Mason también aportan un artículo sobre cómo los telómeros y el proceso de envejecimiento podrían informar sobre la capacidad de los seres humanos para tener éxito en los viajes espaciales de larga duración, o incluso en la colonización de otros planetas.

Mitigar los daños causados al organismo

El aumento significativo de los viajes espaciales privados, comerciales y multinacionales durante los últimos años, junto con los avances tecnológicos que han mejorado enormemente las capacidades para evaluar los efectos de los vuelos espaciales en la salud humana, marcan una especie de segunda era espacial, según el paquete SOMA.

“Aprovechar los datos, herramientas y recursos de esta colección de trabajos puede acelerar la medicina aeroespacial de precisión, mejorar el seguimiento de la salud y la mitigación de riesgos, así como proporcionar datos de referencia para las próximas misiones a la Luna, Marte y otros lugares”, concluyen los autores.