Cuerpo Humano al ambiente espacial

Jeffrey A. Hoffman

Fecha: 2015-06-01


El campo de la medicina espacial.
 
Jeffrey A. Hoffman, nacido el 2 de noviembre de 1944, en Brooklyn, New York, Estados Unidos. Profesor de Aeronáutica y Astronáutica en el MIT, Cambridge Massachusetts. Profesión anterior: astronauta de la NASA durante 20 años; donde aprendió sobre la respuesta del cuerpo humano al ambiente del espacio.

 
En la conferencia impartida habla de tres áreas básicas; el sistema cardiovascular, el sistema musculo-esquelético y el sistema neurovestibular; habla de lo que ocurre con el cuerpo humano en el espacio exterior.    

 

Acerca del corazón y el sistema cardiovascular

El cuerpo humano produce Homeostasis (conjunto de fenómenos de autorregulación que llevan al mantenimiento de la constancia en las propiedades y la composición del medio interno de un organismo), para mantener un control de las situaciones en los sistemas del cuerpo.
Respecto al sistema circulatorio, el flujo de sangre desde las grandes arterias hacia las grandes venas, se realiza en virtud del gradiente de presión que crea el corazón al expulsar sangre hacia las arterias; la cual aumenta el gradiente de presión desde arriba del cuerpo hacia la parte baja del cuerpo en el espacio exterior.
 
El corazón bombea sangre a través de los conductos de sangre para entregar oxígeno y recoger CO2 de varios órganos. Junto con la contracción de los músculos de la pierna para poder bombear sangre hacia el corazón (retorno venoso).
 
Nuestro cuerpo ha desarrollado en las piernas un sistema de válvulas de un sentido, así, cuando se flexionan los músculos de las piernas, se ayuda a bombear sangre de regreso a la parte superior del cuerpo. Para que de esta forma la sangre del cuerpo no se acumule en las piernas.
 
Estando en la Tierra, la gravedad es la fuerza encargada de enviar los fluidos a la parte baja del cuerpo. Y nuestro cuerpo tiene el mecanismo necesario con la válvula de una vía para bombear la sangre hacia la parte superior del cuerpo                                 .              

Cuando se está en el espacio, la persona se encuentra en una etapa de falta de gravedad, donde en éste estado las piernas siguen enviando sangre a la parte superior del cuerpo. Pero no hay ningún tirón gravitacional para traer la sangre de regreso a las piernas; lo cual representa un problema básico y de esta manera se tiene un exceso de fluidos en el corazón y en la cabeza.
 
La sensación que experimenta el cuerpo humano acerca de la falta de gravedad; después del lanzamiento, cuando los motores se apagan y se empieza a flotar, se percibe de tal forma como si se estuviera colgado de cabeza, y la sangre tomara la dirección hacia la cabeza.

 

 

 

El cuerpo humano tiene reguladores y sensores de presión tanto en la aorta como en las arterias carótidas del cuello. Éstas regulan la cantidad de fluidos y la presión que tenemos; si se percibe que se tienen muy pocos fluidos en el cuerpo humano y que la presión es muy baja, se desarrolla la sed y se empieza a beber; pero si perciben mucha presión, mucho fluido en el cuerpo en general, se deja de tener sed y se siente el deseo de orinar, se tiene la necesidad de deshacerse del líquido.
 
Lo que sucede cuando se está en el espacio, es que las arterias carótidas perciben que hay exceso de líquido en las mismas y por supuesto, estos sensores de presión no saben que están en el espacio y se interpreta como demasiada presión en todo el cuerpo, por ello se liberan de fluidos.
 
En los primeros días que se encuentra en el espacio se orina bastante y se empieza a perder entre 1 y 2 litros aproximadamente de fluidos corporales hasta que se obtiene un equilibrio espacial. Cerca del 10% hay un decremento las células rojas en la sangre (considerado como anemia espacial).
 
Al llegar a este punto el volumen del corazón se ha reducido y se regresa a un nivel más o menos normal de presión en la cabeza. Aún queda un pequeño exceso de fluido en la cabeza, pero se termina con mucho menos fluido en las piernas, y de esta manera el volumen de líquidos en las piernas se va reduciendo.
 
Para evitar que la sangre se vaya hacia las piernas el astronauta utiliza un traje Anti-G; como los usados por los pilotos de combate. Si se ha estado mucho tiempo en el espacio; dentro de la ISS (Estación Espacial Internacional) en lugar de regresar a la Tierra sentados, viendo hacia arriba, más bien se regresa acostado para que la sangre permanezca en la cabeza.
 
El problema al que se tiene que enfrentar es al reingreso a la Tierra, cuando la gravedad hace presencia y la sangre abandona la parte superior del cuerpo y se va hacia las piernas. Por este motivo cuando los astronautas terminan sus primeros días de vuelos espaciales, muchos de ellos cuando intentaban levantarse desarrollaban sincope o pre-sincope (pérdida temporal del conocimiento y del tono muscular ocasionada por un suministro sanguíneo inadecuado al cerebro; en otras palabras más comunes: desmayo), y por ello debían sentarse o de otra forma podrían desmayarse.
 
Hoy en día, antes de empezar el reingreso terrestre, se toma una o dos litros de una solución isotónica salina. La razón de esto, es que pueda ser absorbida rápidamente en el torrente sanguíneo para reponer el volumen perdido. Esto ha permitido estar en mejor condición al regresar a la Tierra.

 

Acerca del sistema musculo-esquelético

Los humanos tienen alrededor de 700 músculos en sus cuerpos; existen 3 tipos de músculos: músculo esquelético, músculo cardiaco y músculo suave. Su única función es la contracción; donde la contracción de los músculos esqueléticos está coordinada con el cerebro.
 
El músculo esquelético es el tejido más largo en el cuerpo humano, contando con 40 a 45 % de todo el peso corporal. En cada terminación de un músculo esquelético está adjunto a un hueso con tendones. Éstos, trabajan en parejas; un músculo contrae para jalar el hueso adelante, y el otro lo tira de regreso.

 

 

 

Para que un astronauta no sufra de atrofia muscular, usan una gran cantidad de tiempo para ejercitarse, teniendo en cuenta sesiones de ejercicio para no caer en atrofia muscular. A estos ejercicios les llaman “ejercicio resistivo avanzado”.
 
Existen dos tipos de ejercicio que deben realizarse, el ejercicio cardiovascular; para mantener al corazón, al sistema circulatorio y las funciones pulmonares en buena forma. Esto incluye correr en una caminadora especialmente diseñada para el espacio, o usar una bicicleta fija.
 
Sin embargo, para mantener los músculos fuertes y en particular los huesos se tiene que construir algo equivalente a levantar pesas. Se terminó ideando un sistema hidráulico y poleas que básicamente permiten fijar pesos específicos. El tiempo de ejercicio es de 2 a 3 horas diariamente para evitar el deterioro de los músculos.
 
Los huesos anti gravedad son los responsables del soporte del peso en el cuerpo en un ambiente gravitacional. Con ellos, el tejido es remodelado cada 5 meses por la activación, la absorción (destructores de calcio) y la formación (constructores de calcio); con ello el calcio se recicla.
 
Estando en el espacio pierdes alrededor del 1% al 2% de calcio por cada mes que se encuentra en el espacio; lo que en un vuelo del transbordador de una a dos semanas no era un problema. Pero en un periodo de 6 meses dentro de la ISS puedes soportar el 10% de la pérdida del calcio de los huesos, que se redepositará al regresar a Tierra. Pero tarda más en redepositarse que en perderse, probablemente el doble de tiempo.
Con ello, se tiene el problema de la osteoporosis en la Tierra; la cual es una enfermedad en la cual la masa del hueso es reducida en 0.5% a 2.0% por año.
Acerca de la pérdida del calcio por cada mes que se encuentra en el espacio, el problema aún persiste, se ha trabajado en ello para solucionarlo; pero aún no se tiene una solución bioquímica.                   

 

Acerca del sistema neurovestibular.
 
Los humanos tenemos el sistema propioceptivo, el cual nos permite sentir el peso del cuerpo en la planta de los pies cuando se está parado, o cuando se está sentado y el peso del cuerpo se siente en el trasero; con ello se percibe donde es arriba.
Cuando se está en el espacio se pierde la propiocepción; los sensores de gravedad en tus órganos vestibulares no perciben la aceleración y el cerebro tiende a reorganizar los ciclos de retroalimentación y da más sensitividad a la visión que a los órganos vestibulares o a los órganos propioceptivos.
 
Hablando del oído interno, en los otolitos se percibe la aceleración, el sáculo percibe la aceleración vertical; en el espacio la aceleración vertical es la misma que la aceleración lineal. Lo cual produce un fenómeno interesante. Cuando se inclina la cabeza hacia abajo, en un campo de gravedad, el vector de gravedad cambia, de la misma forma a que si acelera. Pero en el espacio, cuando se inclina la cabeza, no hay ningún efecto porque no hay ninguna fuerza de gravedad que pueda jalar.
 
Cuando se reingresa a la Tierra, la sensación es extraña; ya que al inclinar la cabeza hacia delante, en lugar de interpretarlo como una inclinación como normalmente sería en la Tierra, el cerebro ya se ha acostumbrado a interpretarlo como una aceleración lineal; y en lugar de sentir una aceleración hacia delante, se siente como una aceleración hacia atrás. Y con ello se llega al vértigo a mucha gente, que resultar ser un problema al regresar.

 

 

 

 

En la sección de preguntas.
 
¿Cuál es el protocolo si un astronauta se enferma en el espacio?
 
Si se enferma al punto de vomitar, el protocolo número uno es tener la bolsa enfrente de tu boca. Y si haces tú el desastre, lo tienes que limpiar.
 
¿Existe la atención psicológica para la familia del astronauta?
 

Antiguamente no, pero ahora la NASA provee de atención psicológica a las familias de las personas que están en el espacio, así como el contacto cuando se tiene tiempo libre dentro de la ISS.
 
¿Cómo lidia la tripulación con el comportamiento del sueño en micro gravedad?
 
Es una sensación personal de cada tripulante, por lo cual sus camas para dormir las tienen sujetas de maneras diferentes; tanto pueden dejar que floten en un pequeño rango, como pueden dejarlas atadas de una manera en que se presione contra una pared para tener la sensación de estar en una cama y así facilitar el sueño.
 
¿Cómo se afectan las relaciones sociales en un espacio confinado?
 
Para ello se realiza un estudio de compatibilidad entre los integrantes de la misión, para determinar la sensibilidad de las emociones con los otros. Y de esta manera asegurarse de que no sufran conflictos.
 
¿Puede describir el entrenamiento que siguen los astronautas antes de ir al espacio?
 
Lo primero que te dan es una gran cantidad de material para leer, particularmente en los manuales de procedimientos para manejo de equipo. Hay también entrenamientos individuales, algunos entrenamientos toman entre 2 y 3 años.
 
¿Cuál es el criterio principal para seleccionar astronautas?
 

El criterio de selección de astronautas ha cambiado con los años y depende de lo que tengan que hacer los astronautas. Principalmente la adaptabilidad, la cooperatividad,
 
¿Existen grandes consideraciones cuando se planea enviar comida para los astronautas?
 
Antiguamente la comida eran tabletas de sustancias deshidratadas, ahora vienen por paquetes y existe una gran variedad de comida por las diferentes nacionalidades que existen en la ISS. Ésta comida es analizada en todos los aspectos alimenticios.



Etiquetas: Medicina Espacial,medicina,misión,espacio,desarrollo

Revista Hacia El Espacio de divulgación de la ciencia y tecnología espacial de la Agencia Espacial Mexicana.




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