Como a gravidade de Marte afetará os humanos? Um estudo recente dá pistas.

Enviar pessoas para Marte deixou de ser apenas ficção científica: a NASA e a agência espacial chinesa (CNSA) apontam para a próxima década como uma janela possível para as primeiras missões tripuladas.

Mas chegar lá é só metade do desafio. Antes disso, é preciso antecipar problemas muito concretos - e, entre eles, a saúde e a segurança dos astronautas continuam a ser a prioridade número um.

Além dos riscos associados ao longo tempo de viagem - como a radiação e os efeitos de meses em microgravidade - há ainda a questão do próprio ambiente marciano.

Para lá de uma exposição a níveis mais altos de radiação, a gravidade em Marte é cerca de 38% da gravidade da Terra.

Isto pode traduzir-se em riscos de saúde a longo prazo. Um consórcio internacional de investigadores está a estudar como a gravidade marciana pode afetar um aspeto essencial da saúde humana: o músculo esquelético.

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

Além disso, é um tecido particularmente sensível: com menos gravidade, pode haver perdas significativas de força, tamanho e desempenho muscular. Por isso, é importante perceber como este tecido se comportará num ambiente como o de Marte.

A equipa de investigação foi composta por cientistas do Institute of Medicine da Universidade de 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 do estudo foram publicados na revista Science Advances.

No experimento, a equipa analisou como a gravidade reduzida afetava o tecido muscular esquelético em 24 ratos enviados para o módulo experimental Kibo, da JAXA.

Em seguida, os ratos foram colocados num dispositivo de centrifugação 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 28 dias.

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

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 analisaram o peso, a força e a mobilidade dos ratos quando estes voltaram 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 avaliaram a força de preensão dos membros anteriores com electrical impedance myography (EIM), e os dados indicaram que 0,67 g foi suficiente para manter o desempenho muscular.

No conjunto, os resultados demonstraram que 0,67 g é um limiar crítico para atenuar a atrofia muscular causada por períodos prolongados de voo espacial.

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

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

Enquanto Bouxsein desenvolveu no início da década de 2010 um modelo em ratos, em terra, para simular gravidade parcial, Mortreux desenvolveu em Harvard um modelo de gravidade parcial em ratos. Assim, ambas têm experiência direta sobre como diferentes níveis de gravidade afetam os tecidos musculoesqueléticos.

"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 Mortreux.

"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 deste estudo é que futuras missões a Marte terão de ter atenção especial à mitigação da perda de músculo esquelético durante a longa viagem entre a Terra e Marte.

Os astronautas realizam operações científicas regulares e precisam de manter mobilidade e força muscular. O mesmo é válido para a sua saúde física quando regressarem à Terra.

Estas conclusões sugerem que estruturas rotativas em forma de toro poderiam ser uma adição sensata a futuros planos de voo espacial, à semelhança do Non-Atmospheric Universal Transport Intended for Lengthy United States Exploration (NAUTILUS-X) da NASA e de conceitos relacionados.

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