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¿Por qué los astronautas necesitan entrenar en la Estación Espacial Internacional?

¿Por qué los astronautas necesitan entrenar en la Estación Espacial Internacional?

La importancia del fitness en ISS

El astronauta G. David Low usa una cinta de correr a bordo del transbordador espacial Columbia mientras sus compañeros Daniel C. Brandenstein y James D. Wetherbee observan.

Imágenes de Time Life / NASA / Getty Images

Cuando un astronauta pasa mucho tiempo en el espacio, experimenta los efectos de la microgravedad y permanece ingrávido durante el viaje. En lugar de estar anclados al suelo como lo hacemos en la Tierra, los astronautas flotan como nadadores submarinos y necesitan aferrarse a algo si quieren permanecer estables.

Los investigadores han descubierto que después de pasar semanas o meses en un entorno de gravedad cero, los astronautas pierden una cantidad significativa de energía. densidad mineral ósea (DMO). La pérdida de DMO en la columna, el cuello y la pelvis es de aproximadamente 1.0-1.6% por mes, mientras que el hueso cortical, la parte externa pesada del hueso que se encuentra alrededor de todo el cuerpo y las piernas, sufre una pérdida de aproximadamente 0.3- 0.4% por mes. mes. mes. En comparación, un adulto sano en la Tierra pierde el 3% de su estructura ósea cortical durante una década; un astronauta podría perder eso en menos de un año en el espacio.

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El resultado de esta pérdida ósea es el debilitamiento de los huesos, que es más probable que se fracturen cuando regrese a la Tierra. Además, incluso después de varios años, el astronauta no habrá recuperado la misma densidad ósea que antes del lanzamiento.

Entonces, ¿por qué sucede algo así en el espacio? Los astronautas sufren pérdida de masa ósea por la misma razón que los pacientes encamados crónicamente: sus esqueletos enteros no soportan ningún peso. Pasan por un período llamado descarga del esqueleto, donde los huesos pierden la capacidad de crear nuevas células óseas y reemplazar las viejas. El movimiento de minerales importantes como el calcio y el fósforo también se ralentiza.

Si bien los expertos no están seguros exactamente de por qué sucede esto en microgravedad, el Dr. Roger K. Long, un investigador de endocrinología que realiza investigaciones para el Instituto Nacional de Investigación Biomédica Espacial (NSBRI), actualmente está investigando esta respuesta específica. Él y su mentor, el Dr. Daniel B. Bikle, creen que hay tres sustancias involucradas cuando los astronautas experimentan pérdida de masa ósea: factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1), una sustancia química producida en los huesos que hace que crezcan los huesos y los cartílagos; Receptor de IGF-1, que se encuentra dentro de las células óseas y les permite reaccionar al IGF-1; Y intergrin beta-3, una proteína que ayuda en la función del receptor de IGF-1. Los investigadores creen que durante la ingravidez, el cuerpo produce menos integrina beta-3, lo que dificulta que el receptor de IGF-1 transmita mensajes de IGF-1 a las células óseas y les diga qué hacer. El resultado debería ser una disminución de la producción ósea y un aumento de la pérdida ósea.

¿Qué ejercicios realizan los astronautas para reducir el riesgo de pérdida ósea? ¿Y pueden tomar medicamentos para ayudarlos? Para obtener más información sobre las técnicas y los equipos que se utilizan en el espacio, lea la página siguiente.

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Técnica y equipamiento para ejercicios en la ISS

El astronauta Steven A. Hawley, un especialista en misiones, corre en una cinta en la cubierta central del transbordador espacial Columbia.  El ejercicio evaluó el Track Vibration Isolation System (TVIS) para la Estación Espacial Internacional (ISS).

El astronauta Steven A. Hawley, un especialista en misiones, corre en una cinta en la cubierta central del transbordador espacial Columbia. El ejercicio evaluó el Track Vibration Isolation System (TVIS) para la Estación Espacial Internacional (ISS).

Foto cortesía de NASA.

Hay tres equipos básicos que utilizan los astronautas durante los vuelos espaciales.

La cinta transportadora de la Estación Espacial Internacional, oficialmente llamada Sistema de aislamiento de vibraciones de correa (TVIS), es como cualquier otro en la Tierra, excepto que no está conectado a la estación en absoluto. Vuela como astronautas. Esto tiene tres ventajas: el peso de la estación en sí es menor, hay menos vibraciones y la cinta se mueve con el astronauta. Los miembros de la tripulación deben llevar siempre un arnés y abrocharse los cinturones de seguridad; de lo contrario, sus pies simplemente empujarán el automóvil lejos de ellos si intentan correr.

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Los astronautas también usan el Cicloergómetro con sistema de aislamiento de vibraciones (CEVIS), que es esencialmente una bicicleta mecánica. De hecho, el CEVIS está atornillado al piso de la ISS y los astronautas atan sus zapatos a las hebillas y usan cinturones de seguridad para permanecer en su lugar. Finalmente, el Máquina de ejercicios de resistencia (ROJA) es una máquina de levantamiento de pesas que simula la gravedad. CEVIS y RED ayudan a desarrollar músculo y previenen atrofia muscular, otra condición que experimentan los astronautas y los pacientes postrados en cama después de largos períodos de inactividad.

Incluso después de pasar mucho tiempo entrenando, los astronautas todavía sufren de poca pérdida ósea. Esto plantea un problema si queremos que la gente permanezca durante períodos prolongados en un lugar como la luna, donde hay mucha menos gravedad. Debido a que los astronautas solo están en el espacio durante unas pocas semanas o meses a la vez, no sabemos si la pérdida ósea finalmente desaparece y se detiene, o si continúa ocurriendo.

Los científicos están considerando nuevas formas de revertir la pérdida ósea. Las placas vibratorias en las que los astronautas se sientan durante 10-20 minutos al día durante el ejercicio, por ejemplo, pueden simular la sensación de cargar peso y reducir la cantidad de pérdida ósea durante el vuelo espacial. Los investigadores de la NASA también han sugerido rotar autobuses o estaciones enteras para crear una fuerza gravitacional significativa o diseñar grandes centrífugas para superar la pérdida ósea. [source: Houston Chronicle].

Los astronautas también prestan mucha atención a sus dietas y toman suplementos de calcio y otros medicamentos como biofosfonatos y citrato de potasio, pero eso no necesariamente resuelve nada: la raíz del problema siempre es la falta de gravedad. [source: Dartmouth News].

Los estudios sobre cómo viven los astronautas en el espacio y tratan de contrarrestar la pérdida ósea también pueden beneficiar la vida aquí en la Tierra. El Agencia Espacial Europea (ESA), por ejemplo, monitorea e investiga de cerca la actividad de los astronautas en la ISS; trabajó con el Instituto de Ingeniería Biomédica y Scanco Medical para diseñar un escáner especial que crea imágenes 3D de alta calidad de estructuras óseas para estudiar y medir el crecimiento óseo. [source: ESA]. Sus hallazgos podrían ayudar tanto a los astronautas en el espacio como a los pacientes con osteoporosis en la Tierra. Aunque las causas de la osteoporosis y la pérdida ósea de los astronautas son diferentes, la primera debido a cambios hormonales, la segunda debido a la pérdida de peso, los tratamientos pueden ser similares.

Para obtener más información sobre la vida en el espacio, consulte la página siguiente.

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El astronauta Edward T. Lu practica el cicloergómetro con sistema de aislamiento de vibraciones (CEVIS) en el Laboratorio Destiny de la Estación Espacial Internacional (ISS).  ¿Por qué los astronautas de la ISS entrenan todo el tiempo?  Vea más fotos de astronautas.

El astronauta Edward T. Lu practica el cicloergómetro con sistema de aislamiento de vibraciones (CEVIS) en el laboratorio de Destiny en la estación. Espacio Internacional (ISS). ¿Por qué los astronautas de la ISS entrenan todo el tiempo? Vea más fotos de astronautas.

Imagen cortesía de NASA

Cuando las personas en la Tierra deciden comenzar a hacer ejercicio, lo hacen por diversas razones. Entrenamos para mantener nuestro corazón sano, tonificar nuestros músculos, reducir el estrés o adelgazar. Sin embargo, para los astronautas que viven en un entorno como la Estación Espacial Internacional, el ejercicio no es una cuestión de elección, es una necesidad. Necesitan seguir moviéndose por el espacio por todas las razones anteriores y más.

Si echas un vistazo a uno de los horarios diarios de la Estación Espacial Internacional, notarás muchos ejercicios. Si bien los horarios siempre son diferentes y cada día requiere más actividades (un día puede estar lleno de entrevistas para revistas y programas de televisión, otro día puede incluir una caminata espacial para arreglar parte de la estación), hay cuatro cosas que los astronautas siempre harán durante su estadía. Además de comer, dormir y llamar a casa para hablar con familiares, el ejercicio es una de las actividades más importantes del ajetreado día de un astronauta. De hecho, los astronautas hacen hasta cuatro horas de ejercicio en un período de 16 horas.

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¿Por qué los astronautas de la ISS trabajan tan duro? Además de mantenerse en forma y en su mejor momento, la razón principal por la que los astronautas se entrenan durante sus viajes espaciales es porque padecen una enfermedad similar a la osteoporosis, una enfermedad que causa una importante pérdida ósea. Pero espera, ¿no están los astronautas en su mejor momento? ¿Cómo se come los huesos el estar en el espacio?

¿Por qué la vida en el espacio afecta nuestros cuerpos de manera diferente y qué pueden hacer los astronautas? ¿Las mancuernas funcionarán o necesitan algo más? Para descubrir por qué los astronautas necesitan mantenerse motivados en el espacio, lea la página siguiente.

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