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Astronauta

 

Gli astronauti si trovano ad affrontare un ambiente ostile e meraviglioso, durante i loro viaggi, cioè lo spazio. Prima di intraprendere viaggi verso strani nuovi mondi, dobbiamo innanzitutto trovare delle maniere per mantenere in salute il cervello ed il cuore dei nostri astronauti. I ricercatori dicono che siamo sulla buona strada.

Molte persone hanno probabilmente familiarità con il concetto che durante il tempo trascorso nello spazio, i muscoli degli astronauti si atrofizzano a causa della mancanza di gravità. Ma non sono solo i muscoli ad essere colpiti. "Tutto il corpo è sottoposto a stress nell'ambiente spaziale e i diversi fattori di stress (microgravità, radiazione, psicologia, etc.) sono connaturati con esso", ha detto il Prof. Marco Durante, dell'Istituto di Trento per la Fisica e le Applicazioni fondamentali. Il Prof. Durante ed i suoi colleghi hanno pubblicato un articolo riguardante gli effetti dello spazio sul sistema cardiovascolare su Nature Review Cardiology.

Prima di approfondire gli effetti delle esperienze extraterrestri sul cuore, guardiamo innanzitutto alla ricerca calda di stampa su come lo spazio dà problemi al cervello. Il cervello, infatti, si sposta un po' verso l'alto durante le missioni a lungo termine Gli astronauti vivono in condizioni quasi prive di peso durante i loro viaggi spaziali. Il termine scientifico per indicare questo è "microgravità". Alcuni astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale hanno avuto problemi alla visione ed una maggiore pressione nei loro cervelli a causa della microgravità. La National Aeronautics and Space Administration o NASA definisce questa condizione come "sindrome da insufficienza visiva e pressione intracranica" o VIIP.

Per esplorare come la microgravità colpisce il cervello, i neuroradiologi Dott.ssa Donna R. Roberts e Dott. Michael U. Antonucci, entrambi professori associati all'Università della Carolina del Sud a Charleston, insieme ai loro colleghi, hanno studiato delle scansioni magnetiche di astronauti prima e dopo le missioni spaziali a breve e a lungo termine. Gli interessanti risultati sono stati pubblicati su The New England Journal of Medicine. Lo studio ha coinvolto 18 astronauti che hanno viaggiato in missioni a lungo termine sulla Stazione Spaziale Internazionale, che durano in media 164 giorni, e 16 astronauti che sono stati a bordo in voli a breve termine della durata media di 13 giorni.

Il team ha scoperto che il 94% degli astronauti che hanno sperimentato missioni a lungo termine ha registrato un restringimento di una scanalatura nella parte superiore del cervello, detto il sulcus centrale, mentre questo è accaduto solo nel 19% dei viaggiatori a breve termine. Dati aggiuntivi che mostravano più scansioni sequenziali del cervello erano disponibili per un sottoinsieme di astronauti. L'analisi di questi dati ha rivelato che il cervello di tutti gli esploratori spaziali a lungo termine, ma non di quelli impegnati in missioni a breve termine, si era spostato verso l'alto in risposta alle condizioni di microgravità. Fra gli astronauti in missioni a lungo termine, tre hanno sviluppato una grave VIIP. Ma la squadra non ha potuto individuare alcuna modifica specifica nel loro cervello che potrebbe spiegare perché avevano sviluppato la VIIP.

Il Dott. Antonucci ha detto: "La NASA ha notato che circa il 60% degli astronauti in missioni a lungo termine ha ridotto l'acuità visiva e che circa il 40% degli astronauti sono stati classificati come VIIP." In questo studio, ha aggiunto, solo gli astronauti con sintomi gravi di VIIP hanno valutazioni di follow-up. La mancanza di dati aggiuntivi rispetto a quelli con sintomi meno gravi, ha reso difficile trarre conclusioni su ciò che provoca i sintomi di VIIP. "Idealmente, un complemento di informazioni sarebbe disponibile per ogni astronauta di ritorno per consentire un confronto più accurato dei risultati delle immagini con i sintomi clinici e altri test non di imaging", ha dichiarato il Dott. Antonucci.

"L'esposizione all'ambiente spaziale ha effetti permanenti sugli esseri umani che semplicemente non capiamo", ha affermato la Dott.ssa Roberts. "Quello che gli astronauti sperimentano nello spazio dev'essere mitigato per produrre un viaggio spaziale più sicuro." Le aree più colpite durante le missioni spaziali a lungo termine erano quelle che controllano il movimento del corpo e la funzione esecutiva superiore, abbastanza essenziale per un astronauta in una missione spaziale. Quello che potrebbe succedere nel corso di missioni estese, come il viaggio previsto dalla NASA verso Marte per i primi anni 2030, non è ancora chiaro. La Dott.ssa Roberts ha affermato: "Sappiamo che questi voli a lunga scadenza hanno degli effetti dannosi sugli astronauti, ma non sappiamo se questi effetti negativi sul corpo continuano a progredire o se si stabilizzano dopo qualche tempo nello spazio." Sicuramente, conoscere questo sarà di grande importanza. Be', possiamo solo sperare che i cervelli dei nostri intrepidi esploratori si adattino durante il tempo prolungato nello spazio. Ma facciamo attenzione adesso alle cose che riguardano il cuore.

Un cuore funzionante è essenziale per la salute di un astronauta, e naturalmente non solo per i viaggiatori spaziali. I due principali fattori di rischio per il sistema cardiovascolare nell'ambiente extraterrestre sono la microgravità e la radiazione spaziale. La gravità che sperimentiamo sulla Terra provoca un gradiente di pressione nel nostro sistema cardiovascolare. Togli la gravità, e la pressione è uguale in tutto il corpo. Subito dopo il decollo, il sangue presente nel petto e nella testa causa vene e volti gonfi. In condizioni di microgravità, il cuore non deve lavorare sodo per pompare il sangue nel corpo. Questa è una cattiva notizia perché il sistema si accosta rapidamente a ciò che equivale a uno stile di vita estremamente sedentario sulla Terra. Le pareti dei vasi sanguigni si addensano e diventano più rigide, il che potrebbero predisporre gli astronauti alla malattia cardiovascolare. Stare a lungo nello spazio, in condizioni di quasi totale assenza di gravità, è in pratica come condurre una vita piuttosto sedentaria. Per questo gli astronauti che passano lunghi periodi in orbita o in viaggi spaziali, devono allenarsi costantemente.

La radiazione è anch'essa un fattore di rischio noto per la malattia cardiovascolare, che a sua volta è una delle cause principali di morte sulla Terra. Anche dosi piuttosto basse di radiazioni, come 0.5 Grays sono note per aumentare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari. Per avere un confronto, i lavoratori di emergenza coinvolti nella pulizia dopo il disastro nucleare di Chernobyl nel 1986 sono stati lasciati con un rischio maggiore per la malattia cardiovascolare a livelli pari a 0,15 Grays. La radiazione è quindi il "rischio potenzialmente più importante". Lo spazio è pieno di radiazioni, che non vanno molto d'accordo con le nostre ambizioni di esplorare distanti oggetti stellari o pianeti. Ma in realtà non sappiamo abbastanza cose circa i raggi cosmici, per essere certi che avranno gli stessi effetti dannosi come la radiazione sulla Terra. "La radiazione è potenzialmente il rischio più importante, ma dipenderà molto dal fatto se gli effetti delle radiazioni avranno una soglia a basse dosi, ad esempio di circa 0,5 Grays", ha detto il Prof. Durante. Le missioni nello spazio "profondo", come quella verso Marte, dovrebbero prendere in considerazione i potenziali pericoli delle radiazioni e sviluppare contromisure specifiche, ha aggiunto. Sono necessarie ulteriori ricerche. "Gli studi basati sugli acceleratori per identificare i danni cardiovascolari a basse dosi sono molto importanti per rispondere a questa domanda", ha dichiarato il Prof. Durante.

Egli ha anche detto che studiare ciò che accade al sistema cardiovascolare durante le missioni spaziali non è una cosa semplice. "Uno dei principali problemi è che il sistema cardiovascolare è collegato essenzialmente a tutti gli altri organi, quindi non è facile fare una distinzione causale", ha spiegato. Quindi, come si proteggono i nostri astronauti nei loro viaggi in un territorio inesplorato? Il Prof. Durante pensa che siamo sulla buona strada per scoprirlo. "Sono personalmente molto ottimista e stiamo facendo progressi molto veloci. Le contromisure includono l'esercizio fisico, gli antiossidanti, i nutraceutici e, per l'esposizione alle radiazioni, la schermatura." Il Dott. Antonucci condivide questo pensiero. "Crediamo fermamente che i risultati del nostro studio sono il primo passo per rendere le missioni spaziali di lunga durata più sicure per i nostri astronauti e per gli altri che in ultima analisi viaggiano nello spazio", ha detto. "Ora che abbiamo dimostrato l'esistenza di cambiamenti cerebrali con la risonanza magnetica, possiamo iniziare a progettare modi per ridurre al minimo i cambiamenti stessi o per mitigare la loro manifestazione fisiologica." Ha detto che alcuni farmaci possono contrastare i sintomi del VIIP, ma "se questi funzionano in un ambiente di microgravità è incerto".

"Un approccio alternativo potrebbe essere quello di progettare un veicolo in grado di replicare il nostro ambiente terrestre, come un mezzo di trasporto con gravità artificiale per ridurre al minimo i cambiamenti che si verificano in un ambiente di microgravità", ha suggerito. Il Dott. Antonucci ha inoltre affermato: "In ultima analisi, ci sono molte persone di talento che lavorano al nostro programma spaziale e siamo convinti che le nostre scoperte facilitino una vasta discussione e uno studio per determinare gli approcci per ridurre al minimo i cambiamenti e / o per attenuare gli effetti di tali potenziali pericoli sugli astronauti."

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