p Existe uma força cujos efeitos estão tão profundamente enraizados em nossa vida cotidiana que provavelmente nem pensamos muito sobre ela:a gravidade. A gravidade é a força que causa atração entre as massas. É por isso que quando você deixa cair uma caneta, ele cai no chão. Mas porque a força gravitacional é proporcional à massa do objeto, apenas objetos grandes como planetas criam atrações tangíveis. É por isso que o estudo da gravidade tradicionalmente se concentra em objetos massivos como planetas. p Nossas primeiras missões espaciais tripuladas, Contudo, mudou completamente a forma como pensamos sobre os efeitos da gravidade nos sistemas biológicos. A força da gravidade não nos mantém apenas ancorados ao solo; influencia como nossos corpos funcionam na menor das escalas. Agora, com a perspectiva de missões espaciais mais longas, pesquisadores estão trabalhando para descobrir o que a falta de gravidade significa para nossa fisiologia - e como compensar isso.

p Livre da gravidade

p Não foi até os exploradores viajarem para o espaço que qualquer criatura terrestre passou um tempo em um ambiente de microgravidade.

p Os cientistas observaram que os astronautas que retornavam ficaram mais altos e reduziram substancialmente a massa óssea e muscular. Intrigado, os pesquisadores começaram a comparar amostras de sangue e tecido de animais e astronautas antes e depois da viagem espacial para avaliar o impacto da gravidade na fisiologia. Cientistas-astronautas no ambiente praticamente livre da gravidade da Estação Espacial Internacional começaram a investigar como as células crescem no espaço.

p A maioria dos experimentos neste campo são realmente realizados na Terra, no entanto, usando microgravidade simulada. Girando objetos - como células - em uma centrífuga em alta velocidade, você pode criar essas condições de gravidade reduzida.

p Nossas células evoluíram para lidar com forças em um mundo caracterizado pela gravidade; se eles forem subitamente liberados dos efeitos da gravidade, as coisas começam a ficar estranhas.

p Detectando forças a nível celular

p Junto com a força da gravidade, nossas células também estão sujeitas a forças adicionais, incluindo tensões de tensão e cisalhamento, à medida que as condições mudam em nossos corpos.

p Nossas células precisam de meios para sentir essas forças. Um dos mecanismos amplamente aceitos é por meio dos chamados canais iônicos mecanossensíveis. Esses canais são poros na membrana celular que permitem que determinadas moléculas carregadas entrem ou saiam da célula, dependendo das forças que detectam.

p Um exemplo deste tipo de receptor mecânico é o canal iônico PIEZO, encontrado em quase todas as células. Eles coordenam o toque e a sensação de dor, dependendo de suas localizações no corpo. Por exemplo, uma beliscada no braço ativaria um canal de íons PIEZO em um neurônio sensorial, dizendo-lhe para abrir os portões. Em microssegundos, íons como o cálcio entrariam na célula, passando a informação de que o braço foi beliscado. A série de eventos culmina com a retirada do braço. Este tipo de detecção de força pode ser crucial, para que as células possam reagir rapidamente às condições ambientais.

p Sem gravidade, as forças que atuam nos canais iônicos mecanossensíveis são desequilibradas, causando movimentos anormais de íons. Os íons regulam muitas atividades celulares; se eles não estão indo para onde deveriam, quando deveriam, o trabalho das células fica confuso. A síntese de proteínas e o metabolismo celular são interrompidos.

p Fisiologia sem gravidade

p Nas últimas três décadas, os pesquisadores investigaram cuidadosamente como determinados tipos de células e sistemas corporais são afetados pela microgravidade.

• Brain:desde a década de 1980, os cientistas observaram que a ausência de gravidade leva a uma maior retenção de sangue na parte superior do corpo, e assim aumentou a pressão no cérebro. Pesquisas recentes sugerem que essa pressão elevada reduz a liberação de neurotransmissores, moléculas-chave que as células cerebrais usam para se comunicar. Essa descoberta motivou estudos sobre problemas cognitivos comuns, como dificuldades de aprendizagem, no retorno dos astronautas.
• Ossos e músculos:a falta de peso do espaço pode causar mais de 1% de perda óssea por mês, mesmo em astronautas que se submetem a regimes de exercícios rigorosos. Agora os cientistas estão usando os avanços da genômica (o estudo das sequências de DNA) e da proteômica (o estudo das proteínas) para identificar como o metabolismo das células ósseas é regulado pela gravidade. Na ausência de gravidade, os cientistas descobriram que o tipo de células responsáveis ​​pela formação óssea são suprimidos. Ao mesmo tempo, o tipo de células responsáveis ​​pela degradação óssea são ativadas. Juntos, isso contribui para uma perda óssea acelerada. Os pesquisadores também identificaram algumas das moléculas-chave que controlam esses processos.
• Imunidade:as naves espaciais estão sujeitas a esterilização rigorosa para evitar a transferência de organismos estranhos. No entanto, durante a missão Apollo 13, um patógeno oportunista infectou o astronauta Fred Haise. Esta bactéria, Pseudomonas aeruginosa, geralmente infecta apenas indivíduos imunocomprometidos. Este episódio despertou mais curiosidade sobre como o sistema imunológico se adapta ao espaço. Ao comparar as amostras de sangue dos astronautas antes e depois de suas missões espaciais, os pesquisadores descobriram que a falta de gravidade enfraquece as funções das células T. Essas células imunológicas especializadas são responsáveis ​​pelo combate a uma série de doenças, do resfriado comum à sepse mortal.

p Compensando a falta de gravidade

p A NASA e outras agências espaciais estão investindo para apoiar estratégias que irão preparar os humanos para viagens espaciais de longa distância. Descobrir como resistir à microgravidade é uma grande parte disso.

p O melhor método atual para superar a ausência de gravidade é aumentar a carga nas células de outra maneira - por meio de exercícios. Os astronautas normalmente passam pelo menos duas horas por dia correndo e levantando peso para manter o volume de sangue saudável e reduzir a perda óssea e muscular. Infelizmente, exercícios rigorosos só podem retardar a deterioração da saúde dos astronautas, não impedi-lo completamente.

p Os suplementos são outro método que os pesquisadores estão investigando. Por meio de estudos de genômica e proteômica em grande escala, os cientistas conseguiram identificar interações químicas específicas da célula afetadas pela gravidade. Agora sabemos que a gravidade afeta as moléculas-chave que controlam os processos celulares, como o crescimento, divisão e migração. Por exemplo, neurônios crescidos em microgravidade na Estação Espacial Internacional têm menos de um tipo de receptor para o neurotransmissor GABA, que controla os movimentos motores e a visão. Adicionando mais função restaurada GABA, mas o mecanismo exato ainda não está claro.

p A NASA também está avaliando se a adição de probióticos à comida espacial para estimular os sistemas digestivo e imunológico dos astronautas pode ajudar a evitar os efeitos negativos da microgravidade.

p Nos primeiros dias das viagens espaciais, um dos primeiros desafios foi descobrir como superar a gravidade para que um foguete pudesse se libertar da atração da Terra. Agora, o desafio é como compensar os efeitos fisiológicos da falta de força gravitacional, especialmente durante longos voos espaciais. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.