Come si allenano gli astronauti per contrastare gli effetti della gravità sui muscoli?

Se esiste un'esperienza che sfida il corpo umano in modi inaspettati, quella è il viaggio nello spazio. In assenza di gravità, ossa e muscoli si indeboliscono rapidamente, un effetto che gli scienziati chiamano “atrofia”. Ma come può il corpo umano adattarsi a vivere nello spazio profondo, per mesi o anni, senza mettere a rischio la salute degli astronauti? Per scoprirlo, la NASA sta indagando una varietà di strategie, che spaziano dall'esercizio fisico all'uso di farmaci, al fine di mantenere gli astronauti in forma per le future missioni di lunga durata. E i risultati di questi esperimenti potranno rivelarsi utili anche giù "a terra", offrendo nuove prospettive sulla comprensione di malattie come l'osteoporosi.

Allenarsi in orbita

Partiamo dal presupposto che in microgravità, il carico abituale esercitato dalla gravità terrestre sullo scheletro viene meno. Di conseguenza, il corpo inizia a riassorbire il tessuto osseo più rapidamente di quanto ne possa rigenerare. Già dopo un mese di permanenza nello spazio, la densità delle ossa portanti può ridursi fino all'1%. Anche i muscoli subiscono un indebolimento, poiché non devono più sostenere il peso del corpo.?Per mitigare questi effetti, gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale dedicano almeno 2 ore al giorno ad attività come correre sul tapis roulant, sollevare pesi e pedalare sulle cyclette.?Ma le dimensioni di queste attrezzature le rendono inadatte all'inclusione nei veicoli spaziali. Così, gli scienziati stanno esplorando se gli allenamenti a corpo libero possano offrire benefici analoghi. Ad esempio, l'esperimento Zero T2 sta mettendo a confronto le prestazioni di astronauti che si allenano senza attrezzature con quelle di astronauti che fanno uso del tapis roulant TVIS.?In tal modo si potrà capire se l'allenamento a corpo libero in orbita possa essere efficace o meno. D'altro canto, si sperimentano anche tecnologie come VR for Activity, che mira a creare un ambiente di realtà virtuale in cui gli astronauti possono divertirsi usando la cyclette della stazione spaziale. L'idea di un'esperienza immersiva potrebbe rendere l'esercizio fisico più piacevole e meno monotono, cosa cruciale per mantenere alta la motivazione nello spazio. E, se funzionasse, la realtà virtuale potrebbe tradursi in opportunità anche per l'allenamento tra le 4 mura di casa, dove spesso la motivazione latita.

Il corpo nello spazio?

Oltre a testare nuovi programmi di allenamento, i ricercatori stanno indagando le reazioni del corpo umano all'attività fisica in condizioni di microgravità. Ad esempio, l'esperimento ARED Kinematics studia alcune variabili quali: la tensione muscolare, lo stress sulle ossa e altri fattori interni che incidono sull'organismo durante l'esercizio con pesi in assenza di gravità. Questi dati sono fondamentali per sviluppare programmi di esercizio personalizzati per gli astronauti; è emerso, infatti, che un allenamento specifico prima del volo può potenziare le prestazioni a bordo della stazione spaziale, proprio come un allenamento pre-gara da cui ne traggono profitto gli atleti prima delle competizioni.?

Anche i farmaci potrebbero avere un ruolo chiave nel contrastare la perdita di massa ossea e muscolare. Ad esempio, lo studio Rodent Research 19 ha esaminato l'efficacia degli inibitori della miostatina su topi in condizioni di microgravità, ottenendo risultati incoraggianti. Questi trattamenti potrebbero, in futuro, offrire una protezione agli astronauti e aiutare i pazienti "terrestri" che soffrono di osteoporosi. Un altro?metodo efficace per analizzare le variazioni muscolari nello spazio è rappresentato dai chip tissutali, che riproducono le funzioni di tessuti e organi specifici in maniera complessa, e hanno recentemente permesso ai ricercatori di identificare modifiche nei geni responsabili della crescita muscolare in cellule esposte alla microgravità. Grazie a questi piccoli, ma sofisticati strumenti, gli scienziati possono studiare le reazioni del corpo umano alla vita nello spazio, semplicemente, inviando campioni di tessuto in orbita.?

Grande attenzione è rivolta, infine, all'esperimento?Cipher, che monitora un'ampia gamma di cambiamenti fisiologici negli astronauti impegnati in missioni nello spazio di varia durata, che vanno da alcune settimane fino ad un anno intero. In particolare, Cipher si concentra in particolare sulla progressiva perdita di massa muscolare e ossea, un fenomeno direttamente collegato all'assenza di gravità.

conclusioni

Attraverso questi esperimenti, i ricercatori mirano a determinare se esista un punto di stabilizzazione, oltre il quale l'atrofia di specifici sistemi biologici, come il corpo umano, non subisca ulteriori peggioramenti. I risultati di tale indagine potrebbero essere cruciali nello sviluppo di strategie di protezione per preservare la salute degli astronauti nelle missioni di esplorazione su Luna e Marte. Ma la speranza è che le ricerche condotte sulla Stazione Spaziale Internazionale possano apportare benefici concreti anche per la salute umana sulla Terra, aprendo nuovi orizzonti nel campo scientifico, inaugurando un nuovo capitolo rivoluzionario nella storia della medicina.