Cosa succede al cuore umano nello spazio?

L’astronauta Scott Kelly è stato quasi un anno nello spazio. Secondo uno studio il suo cuore si è contratto nonostante si allenasse sei giorni a settimana durante i suoi 340 giorni di permanenza. I ricercatori hanno osservato lo stesso cambiamento in Benoît Lecomte dopo aver completato la sua nuotata di 159 giorni attraverso l’Oceano Pacifico nel 2018. I risultati suggeriscono che l’assenza di gravità a lungo termine altera la struttura del cuore, causando restringimento e atrofia, e l’esercizio a bassa intensità non è sufficiente per impedire che ciò accada. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Circulation dell’American Heart Association.

La ricerca

La gravità terrestre è ciò che aiuta il cuore a mantenere le sue dimensioni e la sua funzione mentre pompa il sangue nelle vene. Anche qualcosa di semplice come alzarsi e camminare aiuta a far scorrere il sangue nelle gambe. In assenza di gravità il cuore si restringe in risposta.

Kelly ha vissuto in assenza di gravità a bordo della Stazione Spaziale Internazionale dal 27 marzo 2015 al 1 marzo 2016. Ha lavorato su una cyclette e su un tapis roulant e ha incorporato le attività di resistenza nella sua routine sei giorni alla settimana per due ore al giorno. Lecomte ha nuotato dal 5 giugno all’11 novembre 2018, percorrendo più di 2.800 Km e nuotando in media circa sei ore al giorno. Questa attività sostenuta può sembrare estrema, ma ogni giorno di nuoto è stato considerato un’attività a bassa intensità. Anche se Lecomte era sulla Terra, trascorreva ore al giorno in acqua, il che compensa gli effetti della gravità. I nuotatori a lunga distanza usano la tecnica prona, una posizione orizzontale a faccia in giù, per queste nuotate di resistenza.

I ricercatori si aspettavano che le attività svolte da entrambi gli uomini avrebbero impedito ai loro cuori di subire contrazioni o indebolimenti. I dati raccolti dalle prove del loro cuore prima, durante e dopo questi eventi estremi hanno mostrato il contrario. Kelly e Lecomte hanno entrambi sperimentato una perdita di massa e un calo iniziale del diametro nei ventricoli sinistri del cuore durante le loro esperienze. Sia il volo spaziale di lunga durata che l’immersione in acqua prolungata hanno portato a un adattamento molto specifico del cuore, ha affermato l’autore senior dello studio, il dottor Benjamin Levine, professore di medicina interna e cardiologia presso il Southwestern Medical Center dell’Università del Texas.

Mentre gli autori sottolineano di aver studiato solo due uomini che hanno entrambi eseguito cose straordinarie, sono necessari ulteriori studi per capire come reagisce il corpo umano in situazioni estreme.

Nessun impatto negativo

In questo caso, i ricercatori hanno visto che il cuore si è adattato, ma il restringimento non ha causato alcun effetto negativo, presente o a lungo termine. Più grande è il carico che viene posto sul cuore, più grande diventa; lo stesso accade al contrario.

Attualmente, gli astronauti rimangono con lo stesso reggimento di esercizi che Kelly ha usato mentre si trovava sulla stazione. Guardando avanti alle missioni sulla Luna e su Marte, potrebbe essere necessario modificare le contromisure degli esercizi per prevenire la perdita di muscoli e ossa. Levine ritiene che le attuali contromisure funzionino, ma verranno posti dei limiti a causa dello spazio consentito per le attrezzature per esercizi sui veicoli futuri.

I rematori hanno il cuore più grande di qualsiasi atleta, ha detto Levine, quindi una combinazione di canottaggio e allenamento della forza può essere la migliore strategia per gli astronauti che vanno avanti. Il canottaggio è un esercizio dinamico perché carica il cuore in un modo che sembra simultaneamente un allenamento di forza e resistenza, ha detto Levine.

Gli effetti della radiazione spaziale

Le future missioni di volo spaziale a lungo termine riporteranno gli esseri umani sulla Luna e li invieranno su Marte, quindi capire come il volo spaziale influisce su tutti gli aspetti del cuore è fondamentale.

Mentre la NASA e gli esperti medici lavorano su questi dati, quantificano il rischio e scelgono le persone più sane, c’è un’altra incognita: l’esposizione alle radiazioni.

Cosa succede alle arterie del cuore dopo l’esposizione a lungo termine all’assenza di gravità e alle radiazioni? Questa è una domanda a cui Levine e i suoi colleghi ricercatori vogliono rispondere in futuro. Esamineranno le arterie coronarie degli astronauti prima e dopo il volo utilizzando un angiogramma di tomografia computerizzata, un test a raggi X che può rivelare la struttura generale e il rivestimento delle arterie cardiache.

La fibrillazione atriale, o un battito cardiaco veloce e irregolare, è la forma più comune di aritmia e gli astronauti la stanno sviluppando circa un decennio prima rispetto alla media della popolazione, ha detto Levine. Ciò può essere dovuto al fatto che gli atri, le due camere superiori del cuore, si dilatano nello spazio.

Levine ei suoi colleghi studieranno altri 10 astronauti che trascorreranno un anno nello spazio nel prossimo decennio. Lo studio includerà anche astronauti che trascorrono sei mesi sulla stazione spaziale, oltre a voli di minore durata. “Per quando andremo su Marte saremo pronti”, ha detto Levine.