Anotações científicas - 2

A biologia dos voos espaciais 

A biologia dos voos espaciais (ou astrobiologia e medicina espacial) é um campo fascinante porque nos força a entender como a vida, que evoluiu sob a constante de 1g e a proteção da atmosfera terrestre, reage a um ambiente para o qual não foi "projetada". 

1. O Desafio da Microgravidade

A ausência de peso não é apenas uma sensação de flutuar; ela altera processos biológicos básicos no nível celular e sistêmico.

• Atrofia Muscular e Desmineralização Óssea: Sem a carga da gravidade, os ossos perdem cálcio a uma taxa de cerca de 1% ao mês, e os músculos (especialmente os das pernas e costas) enfraquecem rapidamente.

• Redistribuição de Fluidos: Na Terra, a gravidade puxa o sangue para as extremidades inferiores. No espaço, o sangue migra para a parte superior do corpo, causando o efeito de "rosto inchado e pernas de passarinho" e aumentando a pressão intracraniana.

• A Célula em Microgravidade: A mecanotransdução (como as células sentem forças físicas) é alterada, afetando a expressão gênica e a divisão celular.

2. Radiação Ionizante

Fora da magnetosfera terrestre, os astronautas são expostos a:

1. Partículas Solares (SPE): Rajadas de prótons vindas do Sol.

2. Raios Cósmicos Galácticos (GCR): Partículas de alta energia de fora do sistema solar que podem atravessar a blindagem da nave e o tecido humano, causando danos ao DNA e aumentando o risco de câncer e doenças degenerativas.

3. O Sistema Imunológico e o Microbioma

Estudos na Estação Espacial Internacional (ISS) mostram que o sistema imune tende a ficar "preguiçoso" ou desregulado no espaço.

• Vírus Latentes: É comum que vírus como o Herpes e o Epstein-Barr sejam reativados devido ao estresse do ambiente espacial.

• Microbioma: A flora bacteriana do corpo e do ambiente da nave muda, o que pode tornar as bactérias mais resistentes a antibióticos ou mais virulentas.

4. Cronobiologia e Sono

Sem o ciclo natural de 24 horas de luz solar (na ISS, os astronautas veem 16 pores do sol por dia), o ritmo circadiano é severamente afetado. Isso impacta a produção de melatonina, o humor e a função cognitiva.

Extra

O Cinturão de Radiação de Júpiter

O campo magnético de Júpiter é cerca de 20.000 vezes mais forte que o da Terra. Ele captura elétrons e íons (muitos vindos das erupções vulcânicas da lua Io) e os acelera a velocidades próximas à da luz.

• O Problema da Dosagem: Enquanto um astronauta na ISS recebe cerca de 200 a 300 mSv (milisieverts) por ano, um humano na superfície da lua Europa (dentro do cinturão) receberia uma dose letal de 5.400 mSv por dia.

• Dano Celular Agudo: Essa radiação não causa apenas câncer a longo prazo; ela causaria a Síndrome Aguda de Radiação (ARS) em horas, destruindo o revestimento do trato gastrointestinal e o sistema nervoso central.

Impactos Biofísicos Específicos:

1. Bremsstrahlung (Radiação de Frenagem): Quando os elétrons de alta energia de Júpiter atingem a blindagem metálica de uma nave, eles desaceleram bruscamente e liberam Raios-X. Ou seja, se a blindagem não for projetada com materiais de baixo número atômico (como polietileno), a própria nave "cozinha" os ocupantes com Raios-X secundários.

2. Erosão de Biomoléculas: A radiação é tão intensa que pode quebrar ligações químicas de aminoácidos e lipídios quase instantaneamente, tornando a manutenção da homeostase celular impossível para qualquer forma de vida conhecida.

Recomendação de leitura

The biology of spaceflight - https://www.cell.com/c/the-biology-of-spaceflight

“À medida que a humanidade se lança em direção às estrelas para desbravar a próxima fronteira espacial, a pesquisa sobre a biologia dos voos espaciais torna-se crucial para compreender como os sistemas vivos, incluindo a saúde humana, podem ser afetados pelos voos e pela exploração espacial. Esta coleção especial sobre a biologia dos voos espaciais, publicada na Cell e em outros periódicos da Cell Press, inclui artigos de pesquisa, comunicações breves e um artigo de revisão que abrangem estudos com sistemas modelo e amostras de astronautas. O trabalho, realizado em colaboração entre a NASA e outras agências espaciais ao redor do mundo, revela o impacto de riscos conhecidos dos voos espaciais, como radiação e microgravidade, e discute os padrões para a análise multiômica a partir do espaço e os preparativos necessários para missões a Marte e outros destinos nas próximas duas décadas.”