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A microgravidade enfraquece os ossos e os músculos. Os efeitos estão interligados, uma vez que o enfraquecimento do músculo acelera o enfraquecimento do osso. Isso pode deixar os astronautas com perda muscular e óssea a longo prazo. Compreender - e combater, com sorte, os efeitos da microgravidade nos ossos e músculos dos astronautas representa um desafio crítico para as viagens espaciais.
Força muscular
A microgravidade enfraquece os músculos de várias maneiras, que foram exploradas em um estudo de 2003 da Universidade de Udine, na Itália. Após cerca de 240 dias no espaço, a força total dos astronautas cai para cerca de 70% da força inicial. Os músculos humanos têm dois tipos de fibras musculares, que são afetadas de maneira ligeiramente diferente, embora ambos enfraquecem. As fibras de contração lenta enfraquecem na mesma proporção da força total. No entanto, as fibras musculares de contração rápida se atrofiam ainda mais rapidamente e, após seis meses, têm cerca de 45% de sua força inicial. Isso deixa os músculos dos astronautas muito enfraquecidos. Curiosamente, a perda muscular parece ocorrer mais radicalmente na parte superior do corpo, enquanto a perda óssea tende a causar os efeitos mais graves na parte inferior do corpo.
Perda óssea
A microgravidade causa osteopenia, perda de densidade óssea, uma condição relacionada à osteoporose. De fato, de acordo com o Dr. Jay Shapiro, líder da equipe de estudos ósseos do Instituto Nacional de Pesquisas Biomédicas Espaciais, "a magnitude deste (problema) levou a NASA a considerar a perda óssea um risco inerente a vôos espaciais prolongados". Um componente importante nesse problema decorre da atividade no nível celular. Sob condições normais, um conjunto de células chamadas osteoclastos separa os ossos, enquanto outro tipo de célula óssea, os osteoblastos criam novos ossos ao mesmo tempo. No entanto, os osteoblastos respondem ao estresse, acumulando ossos onde o corpo o empurra. No espaço, os ossos sentem muito pouco estresse, pois a gravidade não está puxando os ossos e os músculos enfraquecidos exercem menos estresse nos ossos. Isso faz com que o processo de derrubar ossos antigos e construir novos ossos caia fora de sincronia, resultando em ossos enfraquecidos. Mas outros fatores parecem contribuir para o problema também. Por exemplo, o corpo tende a produzir fibras de colágeno malformadas na microgravidade, o que contribui para a diminuição da saúde óssea.
Sintomas de microgravidade
No nível clínico, essas alterações nos ossos e músculos causam muitos problemas para os astronautas. A perda óssea é mais pronunciada na metade inferior do corpo, onde os astronautas podem perder 1 a 2 por cento de sua massa óssea por mês, embora pareça estabilizar em cerca de 20 por cento da perda óssea nos voos espaciais mais longos. O enfraquecimento dos ossos e músculos se assemelha aos efeitos de períodos prolongados de repouso no leito. Os astronautas precisam de tempo para adaptar seus músculos à gravidade da Terra. Além disso, o cálcio se acumula no sangue à medida que os ossos perdem massa. Isso promove pedras nos rins nos astronautas.
Combate a problemas de saúde
A NASA tem vários métodos à sua disposição para combater essas condições. Primeiro, o exercício no espaço ajuda a diminuir a perda óssea e a fraqueza muscular. Adicionar exercícios do tipo "explosivo" com movimentos bruscos pode aumentar ainda mais os benefícios do exercício, evitando os piores efeitos da microgravidade. Da mesma forma, o exercício em uma centrífuga pode reduzir ainda mais os efeitos a longo prazo da microgravidade e ajudar a fortalecer os músculos do coração. Além disso, mudanças na dieta dos astronautas têm se mostrado promissoras na diminuição dos efeitos da microgravidade nos ossos e músculos. Por fim, a NASA começou a experimentar o uso de medicamentos para combater a perda óssea. Especificamente, a NASA começou a emitir bifosfonato de astronautas, um medicamento usado para tratar e prevenir a osteoporose na Terra. Os cientistas esperam que entender a perda óssea por microgravidade possa se traduzir em melhor tratamento para pessoas na Terra com distúrbios ósseos como osteoporose.