Com as recentes incursões em viagens espaciais de magnatas dos negócios como Jeff Bezos e Richard Branson, visitar os limites do espaço nunca esteve tão ao alcance das viagens comerciais. Contudo, nessas altitudes, os passageiros experimentam a falta de peso, ou mais geralmente, gravidade alterada, que pode afetar a fisiologia normal do corpo.

Em um estudo, Pesquisadores da Texas A&M University usaram uma abordagem baseada em simulação para prever com precisão os efeitos da gravidade alterada em uma base individual. Sua abordagem exclui a necessidade de testar simultaneamente centenas de parâmetros para estimar o estado cardiovascular de um indivíduo; em vez, ele se concentra em um punhado de fatores significativos, aumentando a precisão e economizando tempo.

"Compreender as respostas fisiológicas humanas em ambientes de gravidade alterada torna-se absolutamente necessário se quisermos avançar em novas fronteiras nas viagens espaciais, "disse a Dra. Ana Diaz-Artiles, professor assistente do Departamento de Engenharia Aeroespacial. "Mas não há duas pessoas iguais, e precisamos desenvolver ferramentas para individualizar as previsões fisiológicas com rapidez e precisão. Nosso estudo aborda essa lacuna. "

Os pesquisadores relataram os resultados de seu estudo em The Journal of Applied Physiology .

Ao longo dos milhões de anos de vida em nosso planeta, a gravidade tem sido um influenciador silencioso, mas importante, nos processos fisiológicos de todos os seres vivos. Assim, em gravidade alterada, há um impacto conseqüente em sua fisiologia. Por exemplo, estudos têm mostrado que a falta de peso torna difícil regar as plantas, causando alagamento e impedindo o crescimento. Em humanos, a microgravidade também pode ter efeitos adversos. Por exemplo, a gravidade alterada faz com que os fluidos corporais se desloquem em direção à cabeça, diminuindo o volume de sangue circulante e atrofia cardíaca, entre outras complicações.

Investigações detalhadas do comportamento cardiovascular na microgravidade têm se baseado em experimentos terrestres com seres humanos, fixando-os em engenhocas que imitam a experiência da gravidade alterada. Contudo, essa abordagem é demorada e normalmente requer um conjunto incrivelmente grande de assuntos. Os pesquisadores disseram que uma abordagem alternativa é usar simulações de computador do sistema cardiovascular para prever os efeitos fisiológicos de ambientes com gravidade alterada.

Contudo, essas simulações também têm seu calcanhar de Aquiles, exigindo centenas de parâmetros para sua previsão, variando da elasticidade das artérias, veias e câmaras do coração às várias resistências ao fluxo sanguíneo em diferentes partes do corpo. Também, há uma grande variação nesses parâmetros entre diferentes indivíduos, tornando mais difícil individualizar o modelo de computador para prever respostas específicas para cada pessoa.

Para superar esses obstáculos, Richard Whittle, estudante de doutorado no laboratório da Diaz-Artiles, realizou uma técnica matemática chamada análise de sensibilidade para filtrar os parâmetros aos quais o modelo computacional era mais responsivo. Então, com a análise de sensibilidade sistemática e abrangente, os pesquisadores descobriram quais parâmetros eram mais críticos para prever as respostas cardiovasculares de curto prazo a vários níveis de gravidade alterada.

A análise revelou que os parâmetros relacionados à pressão das grandes veias e do coração direito que bombeia sangue para os pulmões foram os mais dominantes, o que foi uma surpresa, já que o coração esquerdo é o que realmente bombeia sangue para a aorta e o resto do corpo e, portanto, originalmente esperava-se que tivesse uma influência maior nos resultados do modelo.

"Acontece que o coração esquerdo é superdimensionado, é muito bom para operar em uma grande variedade de esforços físicos e se adapta bem a uma maior demanda de sangue oxigenado, se necessário, "disse Whittle." Considerando que o coração direito é um gargalo sistêmico, portanto, qualquer tipo de fraqueza nesse gargalo pode se propagar pelo sistema. "

Os pesquisadores notaram que a análise não sugere que os outros parâmetros não sejam importantes, mas uma estimativa precisa de parâmetros significativos é crítica para fornecer previsões precisas de respostas individuais. Além disso, os pesquisadores descobriram que o subconjunto de parâmetros com maior influência nos resultados do modelo permanece semelhante em diferentes níveis de gravidade.

"Demos o próximo passo na personalização da previsão de respostas cardiovasculares em diferentes ambientes gravimétricos alterados, "disse Diaz-Artiles." Embora nosso estudo tenha se concentrado na investigação da adaptação de curto prazo do sistema cardiovascular a ambientes de gravidade alterada, planejamos estender nossa análise para incluir mudanças de longo prazo que ocorrem em condições de gravidade alterada em uma base individual. "