Effetti negativi della permanenza in assenza di gravità.
Racconterò quali sono i principali problemi della vita nello spazio e cosa fanno gli astronauti per limitare i possibili danni sul loro organismo.
Gli effetti negativi della vita umana in assenza di gravità sono prima di tutto legati ad un’alterazioni del sistema cardiovascolare, in quanto le masse di liquide del nostro corpo si ridistribuiscono in un modo diverso che sulla Terra. Sulla Terra la gravità tende infatti a spingere la maggior parte dei liquidi verso gli arti inferiori, per compensare tale effetto, il nostro organismo è abituato allora a “pompare” i fluidi con più forza verso le parti alte del corpo e verso la testa.
In assenza di gravità la spinta dei fluidi verso le gambe ovviamente non esiste più, ma il corpo sembra non accorgersene e continua a pompare i liquidi verso torace e testa, con il risultato che la parte alta del corpo riceve molti più liquidi del necessario. A seguito di questa disfunzione, il cuore diventa più sferico e sopravvengono congestioni ai polmoni e al naso che, nei primi giorni di permanenza in orbita, causano un disturbo respiratorio con sensazione di soffocamento (è come essere molto raffreddati). Esternamente il fenomeno si manifesta con un vistoso rigonfiamento delle parti superiori del corpo e un dimagrimento di quelle inferiori (gli astronauti lo chiamano effetto “chicken legs”, cioè …. a gambette di pollo).
Soprattutto nei primi giorni di missione, l’organismo umano, disorientato da tale sconvolgimento idrico, cerca di ristabilire per quanto possibile un equilibrio di pressione liberandosi in maniera abnorme di tutto il liquido possibile: gli astronauti raccontano infatti che, durante il primo giorno di permanenza in orbita, riescono a produrre più di due litri e mezzo di urina! Naturalmente questa forte perdita di liquidi deve essere compensata bevendo molto e integrando la dieta con tanti sali minerali.
Per fortuna tutti questi disturbi in genere non provocano danni permanenti e gli astronauti imparano presto ad ignorarli. Solo lo stress dei bulbi oculari, causato anch’esso dall’aumento della pressione dei liquidi nella testa, può essere causa di un rapido invecchiamento dell’occhio, tanto che alcuni astronauti veterani ne hanno ricavato una leggera miopia.
L’assenza di peso però produce anche delle altre alterazioni ai nostri meccanismi fisiologici che, se non contrastate, conducono nel tempo a danni molto gravi.
Il nostro scheletro e i nostri muscoli esistono perché a Terra il nostro corpo deve sorreggere il proprio peso e deve essere capace di operare su oggetti esterni, anch’essi caratterizzati da un peso: in altre parole la salute di muscoli ed ossa viene continuamente stimolata proprio dalla forza di gravità. Se la gravità viene a mancare, tutto il nostro sistema muscolo-scheletrico va in tilt ed è come se l’organismo decidesse che muscoli ed ossa non fossero (finalmente!) più necessari.
Nel caso ad esempio del sistema muscolare, l’assenza di forza peso ne provoca una perdita di massa, i muscoli non hanno più lo stimolo alla contrazione per mantenere l’equilibrio e tendono ad atrofizzarsi; gli astronauti devono allora dedicare ogni giorno del tempo ad esercizi fisici utilizzando una piccola palestra spaziale, che è attrezzata più o meno come le palestre che abbiamo sulla terra.
Gli esercizi fisici agiscono principalmente sui muscoli, ma aiutano anche nella prevenzione un altro fenomeno gravemente negativo che colpisce gli astronauti: la perdita della densità ossea.
Come molti sanno, il nostro scheletro è un sistema dinamico che si rinnova in continuazione, tanto che in circa 10 anni noi cambiamo l’intera struttura ossea. Perché ciò avvenga, il nostro organismo è dotato di agenti che continuamente distruggono le ossa e di agenti che contemporaneamente le ricostruiscono. Nello Spazio, in assenza di gravità, tale fenomeno si altera e, per ragioni ancora non del tutto chiare, gli agenti che costruiscono le ossa interrompono il loro lavoro, mentre, sfortunatamente, quelli che le distruggono continuano ad operare indisturbati. Probabilmente, come nel caso dei muscoli, anche per lo scheletro l’organismo umano in assenza di gravità “decide” di sbarazzarsi della funzione, in quanto …. non più necessaria.
Naturalmente questo è un problema gravissimo che produce gli stessi effetti dell’osteoporosi anche su soggetti molto giovani ed impedisce, di fatto, lunghe permanenze in orbita, tanto che gli astronauti non superano mai i sei mesi di missione.
Rientrando a Terra però, gli astronauti per fortuna ritornano a costruire il loro scheletro e la densità ossea perduta in orbita viene recuperata dopo qualche tempo.
Ancora più serio è il problema legato alle radiazioni cosmiche. I raggi cosmici sono costituiti da particelle atomiche ad elevatissima energia che sono emesse dalle stelle (anche dal nostro Sole) e che attraversano l’universo. Il nostro pianeta si trova di fatto immerso in un campo radioattivo e noi, come tutti gli esseri viventi del pianeta, riusciamo a sopravvivere solo perché siamo protetti dal campo magnetico terrestre che si comporta come uno scudo. Allontanandosi dalla Terra però lo scudo si indebolisce sempre di più e le radiazioni diventano sempre più forti.
L’elevata energia dei raggi cosmici impedisce di utilizzare in maniera efficace una qualsivoglia forma di protezione artificiale, per cui gli astronauti di fatto accumulano una dose di radioattività durante tutto il tempo di permanenza in orbita, come se fossero sottoposti a tante radiografie. Per evitare danni permanenti ed alterazioni genetiche, l’unica soluzione efficace è al momento quella di limitare il tempo di esposizione (cioè il numero di radiografie…).
Ad esempio, le missioni Apollo che portarono l’uomo sulla Luna si svolgevano a grande distanza dalla terra e quindi in condizioni di elevato rischio radiazioni. Duravano però solo 12 giorni, un tempo insufficiente a causare danni all’organismo degli astronauti. Sulla Stazione Spaziale, che è molto vicina alla Terra e che è quindi abbastanza da campo magnetico terrestre, gli astronauti possono lavorare al massimo per 6 mesi.
Il problema delle radiazioni cosmiche è ad oggi irrisolto e costituisce il limite principale alle esplorazioni spaziali di lunga durata. In un futuro, sicuramente non prossimo, le missioni per l’esplorazione umana di Marte potrebbero durare fino a tre anni, sicuramente un tempo insostenibile per l’organismo umano sottoposto al bombardamento dei raggi cosmici. Tali missioni saranno allora possibili solo quando gli scienziati troveranno una forma efficace ed economica di protezione da i raggi cosmici.
La vita nello Spazio, pur essendo un’avventura affascinante, comporta ancora molti rischi e molti problemi. Ma nello Spazio anche le cose più negative possono portare a dei grossi vantaggi per la ricerca e la scienza: lo stato di stress, gli scompensi di pressione, la perdita di massa muscolare e ossea, l’effetto delle radiazioni, etc. sono stati negli anni oggetto di studio e di tante scoperte in campo medico proprio perché in orbita tutti questi fenomeni si manifestano in maniera molto rapida e molto evidente. Ad esempio, il decadimento osseo degli astronauti ha consentito di studiare in maniera accelerata l’osteoporosi senile, consentendo di sviluppare metodi di cura sempre più efficaci.
Emanuele Pensavalle
