Medicina espacial

Salir de los confines terrestres ha sido una hazaña espectacular para cientos de astronautas, hombres y mujeres que han logrado superar desajustes fisiológicos y psicológicos hasta adaptarse a un ambiente de gravedad cero.

Desde la década de los ochenta, varios astronautas rusos vivieron largos periodos en la estación espacial MIR, estableciendo registros sorprendentes. Entre ellos destacan el de Yuri Romanenko, el cual en 1987 pasó 326 días en la estación, y el de Valery Polyakov quien, entre 1994 y 1995, vivió allí por 437 días.

¿Qué ocurre en la anatomía, la fisiología y la psicología de los seres humanos cuando viajan al espacio y viven en un ambiente con gravedad cero? ¿Es fácil readaptarse una vez que regresan a la Tierra? ¿Existen efectos secundarios? A dar respuesta a éstas y muchas otras interrogantes se dedican los investigadores de una joven disciplina científica: la medicina espacial.

El mundo de cabeza

Sería fascinante para los astronautas poder disfrutar desde el principio de su viaje el espectáculo del planeta azul que van dejando atrás, el paso de un mundo inundado de luz a la oscuridad del espacio, pero esto generalmente no es posible. Los viajeros espaciales pasan por sensaciones muy diversas, y a menudo desagradables, durante los primeros días de vuelo. De hecho, el periodo de adaptación al nuevo ambiente comienza desde el momento en que se cruza la atmósfera terrestre y termina cuatro o cinco semanas más tarde. Los astronautas flotan por doquier, sienten la cabeza pesada y tienen la sensación de "estar colgados de los pies". Debido al conflicto sensorial de los órganos de la orientación, ocasionado por la ingravidez, se produce un desajuste general que provoca diversos síntomas que por fortuna disminuyen con el tiempo.

En condiciones normales, es decir, cuando estamos sujetos a la gravedad terrestre, la acumulación de los líquidos en el organismo se da en la parte inferior, del diafragma hacia abajo. En gravedad cero ocurre al revés: los líquidos (sangre, linfa y líquido intersticial) se agolpan en la parte superior del cuerpo y éste reacciona desechándolos abundantemente, junto con electrolitos y plasma sanguíneo, a través de la orina.

Esa redistribución de líquidos, en particular de sangre, provoca que tanto la presión arterial como la venosa se vuelvan uniformes en todo el cuerpo. El corazón debe trabajar arduamente aumentando el volumen de sangre impulsado en cada latido, por lo que la frecuencia cardiaca y la presión sanguínea también se incrementan. Este sobreesfuerzo provoca un aumento de tamaño del corazón, pero por fortuna entre cuatro a seis semanas más tarde el aparato cardiovascular se estabiliza, adaptándose a la ingravidez.

El aparato respiratorio también se ve afectado por la nueva distribución de líquidos corporales; pulmones y tórax sufren una verdadera inundación. Por otra parte, resulta difícil reconocer las voces de los astronautas en el espacio; ni sus familiares logran identificar las voces nasales y apagadas producidas por la congestión de la nariz y las cuerdas vocales. Las pruebas funcionales practicadas por los médicos espaciales indican que estas irregularidades ceden en poco tiempo.

Del mareo a la euforia

Muchos astronautas inician el viaje con mareos, acompañados de inapetencia, malestares estomacales y el famoso "vómito de proyectil". Más tarde deviene sueño, debilidad, confusión mental y la pérdida de la noción del tiempo y el espacio. No obstante, y para sorpresa de los viajeros, el abanico de molestias desaparece al poco tiempo y entran en un estado de euforia y placidez.

A partir de los exámenes clínicos practicados a los astronautas a bordo, los especialistas en medicina espacial se percataron de que los intestinos casi se paralizan y no hay defecación. En los primeros días de viaje los astronautas pierden el reflejo de la sed; apenas toman agua y como orinan en abundancia sufren deshidratación.

Esto tiene como consecuencia una reducción del 6 al 13% del volumen del plasma sanguíneo. La cuenta de glóbulos rojos disminuye severamente en las primeras dos o tres semanas del viaje; la cantidad de reticulocitos (células precursoras de los glóbulos rojos) desciende hasta un 44% durante el vuelo y la eritroproyetina (hormona que estimula la producción de glóbulos rojos en la médula ósea) disminuye hasta 50%. También hay una reducción de glóbulos blancos, en particular linfocitos "T", que son esenciales para la defensa del organismo contra infecciones. Ante la expectativa de enviar en unos años astronautas a Marte —en una misión que tomaría casi 1000 días—, la disminución de linfocitos "T" es un aspecto que preocupa mucho a los especialistas en medicina espacial, por el riesgo de infecciones. Además, las investigaciones indican que en gravedad cero las bacterias son más patógenas, se reproducen mejor y son más resistentes a los antibióticos.

Medicina espacial. Especialidad de las ciencias de la salud, cuyo campo de acción es el estudio del proceso de adaptación del hombre a los ambientes espaciales y el control de la salud de los astronautas.

Percepción remota. Es la detección, identificación y clasificación de objetos distantes en imágenes adquiridas por diversos sensores como cámaras de luz infrarroja, radares y espectrofotómetros.

Telemetría médica. Recepción y transmisión de datos clínicos a distancia mediante sistemas de telecomunicaciones.

Telemedicina. Servicios de salud apoyados en sistemas de telecomunicación (vía satélite, microondas, fibra óptica, teléfono, Internet) y brindados a distancia. Se han proporcionado con gran éxito a pacientes en comunidades aisladas, damnificados por catástrofes naturales y pasajeros de naves aéreas y marítimas.

Si no se usa, se atrofia

Cuando una persona se ve obligada a permanecer inmóvil por un periodo largo, los músculos y huesos no utilizados se atrofian, dado que dejan de cumplir sus funciones. Lo mismo ocurre con los astronautas, sus músculos y huesos resienten mucho la ausencia de la gravedad. De hecho, una de las maneras en que la medicina espacial estudia este fenómeno en la Tierra es a través de voluntarios que permanecen en cama durante varias semanas.

Los músculos de los astronautas pierden volumen, fuerza y eficiencia motora, particularmente los de las piernas, espalda y glúteos. Este deterioro es más notable durante el primer mes del vuelo, pero continúa mientras el astronauta esté sometido a la ingravidez.

En lo que se refiere específicamente a los huesos, en el espacio ocurre una pérdida importante de calcio, el cual se elimina a través de la orina y las heces fecales, haciéndolos menos densos, en forma similar a lo que pasa en la osteoporosis. La figura de los astronautas cambia: sus piernas atléticas se vuelven delgadas y parecen haber ganado algunos centímetros en su estatura. Esto se debe a que los discos de la espina dorsal se expanden. Una vez en Tierra, los astronautas recuperan la fuerza de sus músculos y huesos, pero el proceso puede tomar varios meses. Los médicos espaciales han encontrado algunas soluciones que ayudan a disminuir estos efectos en el espacio, mediante el uso de ciertos aparatos como caminadoras de banda o bicicletas fijas, que permiten, pese a la ingravidez, ejercitar músculos y huesos.

Algunas aportaciones tecnológicas

Marcapasos cardiaco: reprogramable desde el exterior.

Silla de ruedas: conducida con el movimiento de los ojos para enfermos parapléjicos.

Bastón de rayos láser: aporta marcha segura a invidentes.

Traje anti-G: pantalón que ejerce presión en las extremidades inferiores para evitar el síncope o pérdida de conocimiento al regresar a Tierra.

Desfibrilador automático: dispositivo colocado bajo la piel que reconoce y corrige arritmias cardíacas malignas.

Telerobótica quirúrgica: operaciones a distancia a través de la telemetría.

Grabadora Holter: grabación del electrocardiograma en un cassette.

Industria farmacéutica espacial: producción de medicamentos y vacunas en gravedad cero, 100% puros y eficaces.

Perspicacia visual

Al principio del vuelo, debido a la acumulación de líquidos en la cabeza, los astronautas sufren un ligero aumento en la presión ocular, lo cual provoca una visión borrosa. También es común que en la oscuridad que los rodea, perciban luces o trayectos luminosos, lo cual obedece a que ciertos rayos cósmicos atraviesan el tejido retiniano y se observan de esa manera. Esta sensación pasa pronto y curiosamente en gravedad cero la visión no sólo se conserva en buen estado, sino que se aguza. Algunos astronautas han reportado haber visualizado objetos en movimiento en la superficie terrestre desde el espacio, es decir, desde una distancia de entre ¡250 y 300 kilómetros!

Los estudiosos de la medicina espacial señalan que la visión es el órgano sensorial menos afectado por la ingravidez, ya que el olfato disminuye debido a la congestión, y las papilas gustativas de la lengua no funcionan del todo bien por problemas de difusión. Aunque el oído externo no padece cambios, el aparato vestibular del oído interno se ve severamente afectado. Por su parte, el tacto tampoco es de gran ayuda al principio del viaje, ya que los astronautas no perciben a través de los receptores del tacto y no pueden asir objetos pequeños por el mal funcionamiento de los sensores de la presión en la piel.

Cuidado con la radiación cósmica

Para algunos especialistas, la radiación es uno de los riesgos más importantes a los que se enfrentan los astronautas que se encuentran más allá de la protección de la atmósfera y el campo magnético terrestres. Además de la radiación solar, existen en el espacio otros tipos de radiaciones: la galáctica, proveniente del exterior del Sistema Solar, y la radiación geomagnética, que se encuentra alrededor de la Tierra, en los cinturones de Van Allen.

La radiación solar no es uniforme; en ocasiones, miles de millones de toneladas de protones y núcleos de helio son expulsados desde el Sol como producto de fenomenales explosiones. Estas ráfagas solares han llegado a dañar los componentes electrónicos de los satélites y constituyen una amenaza para los astronautas pues afectan la médula espinal y las células de los órganos vitales.

Más allá de las inmediaciones terrestres, pensando en los futuros viajes interplanetarios, la radiación cósmica es relativamente baja, sin embargo, tiene gran poder de penetración y es acumulable, por lo que las naves requerirán de paredes más gruesas y de sistemas de protección mucho más avanzados a los usados hasta ahora en viajes orbitales.

Del escritorio universitario al simulador de vuelo

El doctor Ricardo Peralta y Fabi, destacado investigador mexicano, fue entrenado en la NASA, en la década de los ochenta, para viajar al espacio. Hoy es coordinador del Laboratorio de Ingeniería Aeroespacial, del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Nuestra entrevista gira en torno a las técnicas utilizadas para cuidar la salud de los astronautas en Tierra y en el espacio.

"Además de la selección de individuos sanos —comienza el doctor Peralta— en los programas espaciales se hace un seguimiento médico durante toda la vida laboral de los participantes para anticipar algún deterioro discapacitante. En vuelo, se realizan innumerables monitoreos de signos vitales durante maniobras críticas o en periodos de sueño o vigilia. Es un campo de investigación fascinante y muy activo dados los retos y costos asociados a esta actividad y su relación con la complejidad del cuerpo humano".

Sobre las rutinas del entrenamiento físico y psicológico, explica: "Los vuelos de los transbordadores espaciales han disminuido la demanda en cuando a condición física de los tripulantes. Hoy en día puede subir al espacio cualquier persona sana e incluso pienso que no tardará mucho en que suban discapacitados sanos. Alguien sin piernas funciona mejor que el que las tiene, pues evitaría, por ejemplo, la emigración de fluidos corporales del abdomen hacía arriba, que es un problema del Síndrome de adaptación espacial que todas las personas en órbita resienten en diverso grado. En mi caso, pasé de mi escritorio universitario y hábitos sedentarios, a aprobar todos los análisis sin problemas médicos ni físicos. Cuando pregunté a los médicos especialistas si debía hacer ejercicio para la misión, sorpresivamente me dijeron que no. De joven hice gimnasia en aparatos, excursionismo y natación. Luego nada".

Sobre los ambientes de entrenamiento, el doctor Peralta explica que éstos varían según el caso: "La exposición a gravedad reducida ocurre en un avión que recorre trayectorias tipo montaña rusa; cuando comienza la bajada uno flota cerca de 25 segundos, y esto se repite unas 40 veces, según recuerdo. Yo me divertí enormemente, pues ya lo había intentado con un amigo en avioneta, pero por periodos mucho más cortos. Al principio lo tomé con cautela y luego me solté cada vez más, hasta disfrutarlo. Pero en un descanso, al dar un vistazo por la ventana vi las nubes "chuecas" y volví la cabeza rápidamente para entender qué pasaba y entonces sí sufrí vértigo y vómito. De hecho, le llaman vómito de proyectil. Las nubes no estaban chuecas, sino que el avión hacía una subida que yo nunca había experimentado en un aparato tan grande; tardé horas en recuperarme.

Sobre el tipo de rasgos anatómicos y fisiológicos que adoptó su organismo en los ambientes gravitatorios diferentes a la Tierra, expresó: "En los entrenamientos en Tierra no se experimentan alteraciones. En la aeronave —que los astronautas llaman "El cometa del vómito"— ocurre lo que expliqué antes. En órbita hay corrimiento de líquidos de extremidades al tórax y una pérdida gradual del calcio en los huesos (por la falta de uso), además de que 60% de los tripulantes puede llegar a padecer desorientación".

Finalmente, pregunto al doctor Peralta si él cree que el ser humano pueda adaptarse a vivir en el espacio. "La estación MIR es una clara demostración de cómo es la vida en órbita y de la adaptación humana".

El ánimo zigzaguea

Salir de la Tierra significa alejarse de la familia, los amigos, el ambiente social y del entorno natural ¡Tarea nada fácil! En el ámbito emocional, los cosmonautas enfrentan una serie de altibajos que van desde la euforia hasta la irritabilidad, el aburrimiento, la depresión y la fatiga. Así, con el fin de procurarles mayor estabilidad emocional, los médicos espaciales les programan actividades de esparcimiento, atractivas y variadas —ejercicios físicos, cursos, ensayos de maniobras, lectura, tareas de investigación, etc.— que combinan con su rutina de trabajo diario. Los estudios psicológicos realizados por los médicos espaciales demuestran que en la medida en que los viajeros se comunican con sus seres queridos, su estado emocional mejora. En casos críticos, desde la Tierra, los especialistas estudian, diagnostican y prescriben tratamientos específicos, en los que se incluyen ciertos psicotrópicos (desde medicamentos hasta relajantes) que llevan a bordo.

Del espacio a los desiertos y montañas

La medicina en general se ha beneficiado con algunas tecnologías espaciales como la telemetría y la percepción remota, de tal manera que con ellas se pueden atender problemas de salud en Tierra. Esta práctica generó la telemedicina o medicina a distancia. En 1975, la NASA realizó un primer experimento de atención médica masiva utilizando la telemetría, en las 83 comunidades que conforman la reservación indígena del Pápago en Arizona. Durante dos años éstas recibieron la misma atención médica que se proporciona a los astronautas en el espacio, ya que las unidades móviles estaban dotadas con el equipo que se usa en misiones espaciales.

Más tarde, en 1988, para asistir a las víctimas del terremoto de Armenia se desarrolló otro programa con el sistema de Telemedicina apoyado por la NASA y la ex URSS. Cientos de personas afectadas recibieron atención de personal médico de cuatro hospitales de Estados Unidos; sus diagnósticos e instrucciones se transmitieron gracias a la telemetría médica. A raíz de esas experiencias, el concepto de telemedicina adquirió una dimensión integral. Ello permitió ampliar también su campo de acción, no sólo durante las catástrofes sino en lugares de difícil acceso o en comunidades rurales dispersas en regiones polares, desérticas y montañosas.

Prevenir enfermedades: lo ideal en el espacio

Desde el inicio de la carrera espacial, existen programas que han avanzado al mismo ritmo, enfocados a prevenir enfermedades o situaciones riesgosas para la salud de los astronautas. Para ello se hace una selección médica de los aspirantes y se establecen programas de entrenamiento físico y psicológico y de "estabilización de la salud", que implican una cuarentena previa al vuelo y el adiestramiento sobre las condiciones de seguridad dentro de las naves. Durante el viaje se lleva a cabo un estricto control médico desde Tierra, y al regreso se hace un seguimiento continuo y se establecen medidas profilácticas para evitar daños y desajustes fisiológicos por la desadaptación al medio terrestre.

Los viajes espaciales han desafiado la capacidad intelectual y física del ser humano. La ciencia ha abierto las fronteras y traspasado los límites de la vida. ¿Qué nos deparará el futuro? Seguramente, en la Estación Espacial Internacional se afinarán mucho los conocimientos y procedimientos de la medicina espacial.

Concepción Salcedo Meza estudió ciencias de la comunicación en la Facultad de Ciencias Políticas y Sociales de la UNAM; desde hace varios años se dedica a la divulgación de la ciencia y actualmente trabaja en TV UNAM.

Agradecemos al doctor Ramiro Iglesias Leal, quien fuera investigador del Programa Universitario de Investigación y Desarrollo Espacial de la UNAM, y postgraduado en la Escuela de Medicina Aeroespacial y la NASA de Estados Unidos, por la información proporcionada en entrevistas y en su libro La ruta hacía el hombre cósmico (IPN/UTEHA), así como por su valiosa asesoría en la elaboración de este artículo.

 Artículo previamente publicado en ¿Cómo ves? Revista de Divulgación de la Ciencia de la UNAM. Reproducido en The Cult con fines no lucrativos © Universidad Nacional Autónoma de México, Dirección General de Divulgación de la Ciencia. Reservados todos los derechos.

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