Como a gravidade em Marte afetará os humanos? Um novo estudo dá pistas.

Em vez de pensar em Marte apenas como um destino distante, vale a pena encará-lo como um “novo ambiente físico” - e isso muda tudo quando se fala de saúde humana. Não basta chegar ao Planeta Vermelho: é preciso garantir que os astronautas conseguem trabalhar, manter-se móveis e regressar em segurança.

É por isso que, além da logística e da tecnologia, o planeamento das missões passa por antecipar desafios médicos. Entre eles, a saúde e a segurança dos astronautas são prioridades absolutas.

Para lá dos riscos associados às longas viagens - como a radiação e os efeitos de passar muito tempo em microgravidade - há ainda o próprio Marte a ter em conta.

Além da exposição a níveis mais elevados de radiação, a gravidade marciana é de cerca de 38% da gravidade da Terra.

Isto pode traduzir-se em riscos de saúde a longo prazo. Uma equipa internacional de investigadores está atualmente a estudar de que forma a gravidade de Marte vai afetar um elemento essencial da saúde humana: o músculo esquelético.

Este tecido, o mais abundante no corpo humano (representa mais de 40% da massa corporal total), é fundamental para o movimento e para a saúde metabólica.

E há outro ponto importante: é um tecido particularmente sensível. Uma gravidade mais baixa pode levar a uma perda significativa de força, tamanho e desempenho muscular. Por isso, é crucial perceber como este tecido se comportará no ambiente marciano.

A equipa de investigação incluiu cientistas do Institute of Medicine da University of Tsukuba, da Tohoku Medical Megabank Organization, do Advanced Research Center for Innovations in Next-Generation Medicine (INGEM), do Beth Israel Deaconess Medical Center, do Brigham and Women's Hospital, do Space Environment Utilization Center da Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), e de várias universidades.

Os resultados foram publicados na revista Science Advances.

No ensaio, os investigadores analisaram como a gravidade reduzida afetava o tecido muscular esquelético em 24 ratos enviados para o módulo experimental Kibo da JAXA.

Depois, os ratos foram colocados num dispositivo de centrífuga desenvolvido pela JAXA chamado Multiple Artificial-gravity Research System (MARS), onde foram expostos a quatro níveis diferentes de gravidade - microgravidade, 0,33 g, 0,67 g e 1 g - durante um período de 28 dias.

Antes do lançamento, os ratos passaram por testes pré-voo no Kennedy Space Center da NASA, para onde também regressaram, permitindo a recolha de amostras pós-voo.

Estas amostras foram depois analisadas por cientistas do Metabolism and Muscle Biology Lab (MMBL), no Department of Nutrition da University of Rhode Island (URI). Como explicou a Professora Marie Mortreux, que lidera o MMBL, numa notícia do Rhody Today:

"While we can simulate spaceflight on Earth in humans, it's extremely complicated and costly. We have centrifuges that can be used to temporarily expose humans to certain gravity levels, but it is not homogeneous nor constant.

We used gravity levels that were equally separated to have a better picture of the dose-response of each system to gravity. The test group that was exposed to 0.33g was extremely close to Martian gravity (0.38g). Our findings for that group can be translated into actions to enable Mars exploration."

Mortreux e a sua equipa avaliaram o peso, a força e o movimento dos ratos quando estes regressaram ao Kennedy Space Center. A análise mostrou que 0,33 g mitigou a atrofia muscular induzida pelo voo espacial, com prevenção total a 0,67 g.

Também mediram a força de preensão dos membros anteriores através de electrical impedance myography (EIM), o que indicou que 0,67 g foi suficiente para manter o desempenho muscular.

Em conjunto, os resultados demonstraram que 0,67 g é um limiar crítico para reduzir a atrofia muscular causada por um voo espacial prolongado.

Além disso, uma análise ao plasma sanguíneo dos ratos identificou 11 metabolitos com alterações dependentes da gravidade, sugerindo que podem funcionar como potenciais biomarcadores para monitorizar adaptações fisiológicas nos astronautas.

Este trabalho dá continuidade a investigação anterior realizada por Montreux com a Professora Mary Bouxsein (coautora do estudo) na Harvard Medical School.

Enquanto Bouxsein desenvolveu, no início da década de 2010, o modelo em ratos de gravidade parcial em ambiente terrestre, Montreux desenvolveu em Harvard o modelo em ratazanas de gravidade parcial. Assim, ambas conhecem bem o impacto de diferentes níveis de gravidade nos tecidos músculo-esqueléticos.

"Since this mission aimed to assess gravity as a continuum, we were perfectly positioned to see if our ground-based results had similar outcomes when reduced mechanical loading was applied in orbit," said Montreux.

"Working with an international team was challenging and exciting. I think my experience working in Italy, France, and the United States prepared me for those big-scale collaborations."

Uma conclusão prática deste estudo é que futuras missões a Marte terão de ter especial atenção à mitigação da perda de músculo esquelético durante o longo trânsito entre a Terra e Marte.

Os astronautas realizam operações científicas regulares e precisam de manter mobilidade e força muscular. O mesmo se aplica à sua saúde física quando regressarem à Terra.

Estes resultados sugerem que toros rotativos (estruturas em rotação para criar gravidade artificial) seriam uma adição sensata a planos futuros de voos espaciais, à semelhança do conceito NAUTILUS-X (Non-Atmospheric Universal Transport Intended for Lengthy United States Exploration) da NASA e de propostas relacionadas.

Este artigo foi originalmente publicado pela Universe Today. Leia o artigo original.