Le cose da sapere
Muscoli e gravità: una sfida vitale per i futuri marziani
Il muscolo scheletrico (quello che risponde alla volontà di movimento) è uno dei tessuti più abbondanti del corpo umano, rappresentando fino al 40% della massa corporea. Non è importante solo per muoversi, ma partecipa anche alla nostra salute metabolica perché influisce sul modo in cui l’organismo gestisce l’energia e i nutrienti. Senza stimolazione, però, – e i più pigri fra noi lo possono testimoniare – si lascia andare molto rapidamente, a maggior ragione nello Spazio, dove non esiste nemmeno il carico costante dovuto alla gravità.
È proprio quando gli stimoli vengono a mancare che le fibre muscolari iniziano a essere smantellate e si incorre in una condizione nota come atrofia muscolare: si assiste a una sostanziale perdita di forza, dimensioni e prestazioni del muscolo. Per agenzie spaziali come la Nasa che mirano a inviare equipaggi su Marte già nel prossimo futuro, capire come prevenire questo declino è una priorità assoluta.
Topi astronauti in centrifuga: l’esperimento sulla Iss
L’atrofia muscolare degli astronauti è un fenomeno noto e che continua a essere studiato, ma fare test sugli umani – nello Spazio o anche sulla Terra attraverso sistemi di simulazione della gravità – non è affatto semplice. Non solo può essere pericoloso, ma è anche costoso e di difficile gestione. Un compromesso è quello di affidarsi a organismi animali modello, ed e è ciò che ha fatto il team guidato da Marie Mortreux dell’Università del Rhode Island e da Mary Bouxsein della Harvard Medical School.
I ricercatori hanno inviato sulla Iss 24 topolini che sono poi stati alloggiati nel laboratorio Mars (Multiple artificial-gravity research system, un sistema di ricerca a gravità artificiale multipla sviluppato dall’agenzia spaziale giapponese Jaxa) nel modulo sperimentale Kibo. Il cuore di Mars è una centrifuga che, se azionata, permette di far ruotare le gabbie e di impostare diverse condizioni di gravità artificiale costante. Durante i 28 giorni dell’esperimento, i topi sono stati suddivisi in quattro gruppi esposti a livelli di gravità differenti: microgravità (la quasi totale assenza di peso), 0,33 grammi (il valore più simile a quello della gravità su Marte, cioè circa 0,38 g), 0,67 g e gravità terrestre standard di 1 g.
La soglia critica contro l’atrofia muscolare
Riportati a Terra, gli animali sono stati sottoposti a dei test per verificare le condizioni dei loro muscoli. Ciò che è emerso è che a gravità via via crescente l’atrofia muscolare diminuiva. Se i topi vissuti a 0,33 g avevano avuto solo un parziale vantaggio rispetto a quelli in microgravità, gli animali sottoposti a 0,67 g, invece, avevano mantenuto prestazioni muscolari intatte. Questo risultato, secondo i ricercatori, suggerisce che per proteggere gli astronauti non sia necessario ricreare il valore della gravità della Terra, ma potrebbe bastare superare questa specifica soglia critica.
Biomarcatori per monitorare la salute degli astronauti
Oltre a verificare la tenuta dei muscoli, gli scienziati hanno anche studiato la biochimica cellulare, alla ricerca di eventuali indicatori molecolari della condizione fisica degli animali. Grazie alle analisi del plasma dei topi, hanno trovato 11 metaboliti (cioè molecole prodotte da vari processi metabolici) che variano in modo preciso e prevedibile a seconda della forza di gravità a cui l’animale è esposto.
