¿Qué les ocurre a los músculos cuando la gravedad casi desaparece?
Un nuevo experimento espacial con 24 ratones ofrece una respuesta inesperadamente clara sobre cómo se comporta la musculatura en condiciones de baja gravedad.
En una misión conjunta de la NASA y la agencia espacial japonesa JAXA, se realizó un seguimiento exhaustivo de ratones a bordo de la Estación Espacial Internacional durante varios meses. Los animales fueron sometidos a distintos niveles de gravedad, desde la ingravidez casi total hasta las condiciones terrestres habituales. Los resultados sacuden profundamente los planes de viaje a Marte.
Un laboratorio espacial con 24 ratones: así fue el experimento
Para llevar a cabo la investigación, 24 ratones fueron enviados a la Estación Espacial Internacional. Allí vivieron en jaulas especiales donde la gravedad podía ajustarse de forma artificial. Esto permitió a los investigadores identificar con precisión en qué momento los músculos empiezan a perder su capacidad de funcionar correctamente.
Los animales fueron expuestos a cuatro niveles distintos de gravedad:
- microgravedad (prácticamente ingravidez, como ocurre normalmente en el espacio)
- 0,33 g (aproximadamente un tercio de la gravedad terrestre)
- 0,67 g (alrededor de dos tercios de la gravedad de la Tierra)
- 1 g (gravedad normal en la superficie terrestre)
Los resultados fueron publicados en la revista científica Science Advances. La conclusión principal es reveladora: cuando la gravedad disminuye, no es tanto el tamaño del músculo lo que cambia, sino la fuerza con la que ese músculo puede trabajar.
Por debajo de 0,67 g, la fuerza muscular empieza a reducirse de manera perceptible, mientras que el tamaño del músculo permanece prácticamente igual.
El músculo clave: por qué el sóleo resulta tan relevante
Los científicos centraron su atención principalmente en el músculo sóleo, un músculo profundo de la pantorrilla que en la Tierra trabaja de forma constante al estar de pie y caminar. Este músculo responde con gran sensibilidad a los cambios de gravedad, lo que lo convierte en un indicador de medición ideal.
Esto es lo que revelaron las mediciones:
| Gravedad | Tamaño del sóleo | Fuerza muscular / fuerza de agarre |
|---|---|---|
| 1 g (Tierra) | normal | normal |
| 0,67 g | prácticamente normal | comparable a la terrestre |
| 0,33 g | apenas reducido | descenso claro de la fuerza |
| microgravedad | reducción progresiva | deterioro severo |
A 0,33 g, el músculo mantenía un tamaño razonablemente normal, pero la fuerza de agarre de los ratones sí disminuyó claramente. A 0,67 g, los animales lograron conservar su fuerza casi al mismo nivel que en la Tierra. Esto apunta a la existencia de un valor umbral para el uso muscular saludable en entornos de baja gravedad.
¿Qué nos dice esto sobre el cuerpo humano?
El estudio se centra en ratones, pero la pregunta de fondo concierne a las personas: ¿durante cuánto tiempo mantendrán los astronautas la fuerza suficiente en misiones a la Luna o a Marte? Según los científicos implicados, quedan aún muchas incógnitas por resolver.
Los investigadores estiman que en los seres humanos también existe un umbral de gravedad por debajo del cual los músculos pierden eficacia, aunque ese límite no tiene por qué coincidir exactamente con el mismo valor.
Los médicos espaciales saben desde hace tiempo que los astronautas en microgravedad pierden masa muscular y densidad ósea con rapidez. Por eso entrenan a diario en cintas de correr, bicicletas estáticas y máquinas de fuerza a bordo de la ISS. Esta nueva investigación aporta argumentos sólidos para ajustar esos programas de entrenamiento según el destino concreto dentro del sistema solar.
No solo los músculos están en riesgo
Los científicos implicados no quieren limitarse al estudio muscular. Abogan por investigaciones complementarias sobre otros tejidos sensibles a los cambios de gravedad, como:
- los huesos – riesgo de osteoporosis y fracturas tras el regreso a la Tierra
- los órganos – posibles alteraciones en la circulación sanguínea, la función cardíaca y el funcionamiento renal
- el metabolismo – cambios en el gasto energético, el almacenamiento de grasa y la regulación del azúcar en sangre
- el sistema nervioso – sentido del equilibrio y coordinación, especialmente tras misiones prolongadas
Para las agencias espaciales, este tipo de datos constituye la base de los protocolos médicos: desde la alimentación y el entrenamiento hasta la medicación y el diseño de las estaciones espaciales.
Marte queda por debajo del umbral: ¿qué implicaciones tiene para las colonias?
Una de las consecuencias más llamativas del estudio tiene que ver con Marte. La gravedad en ese planeta equivale aproximadamente al 38 por ciento de la terrestre, es decir, 0,38 g. Esa cifra se sitúa por debajo del umbral de 0,67 g en el que los ratones todavía conservaban bien su fuerza muscular.
La conclusión de los investigadores es contundente: Marte probablemente no ofrece suficiente carga natural para mantener los músculos de los tripulantes en plena forma durante estancias prolongadas. Y una misión a Marte suma fácilmente varios años, contando el viaje de ida y vuelta y la permanencia en el planeta.
Depender únicamente de la gravedad marciana parece insuficiente para mantener a los astronautas fuertes y operativos a largo plazo.
¿Se necesita la misma fuerza muscular en Marte que en la Tierra?
El estudio introduce un matiz importante: puede que los seres humanos en Marte no necesiten exactamente la misma fuerza muscular que en nuestro planeta. Gracias a la menor gravedad, caminar, levantar objetos y saltar requiere menos esfuerzo allí.
Sin embargo, tener músculos fuertes sigue siendo imprescindible para tareas como:
- llevar puestos trajes espaciales de gran peso
- transportar equipos y muestras científicas
- afrontar situaciones de emergencia donde la velocidad y la fuerza son críticas
- regresar en buen estado a la Tierra, donde la gravedad vuelve a ser de 1 g
Quien regrese debilitado de una misión a Marte corre un riesgo elevado de sufrir lesiones y complicaciones durante las primeras semanas tras el aterrizaje.
¿Cómo puede frenarse la pérdida muscular en el espacio?
Este estudio con ratones alimenta nuevas ideas sobre contramedidas frente a la atrofia muscular. Junto al equipamiento de fitness ya conocido de la ISS, los científicos contemplan una serie de soluciones complementarias.
Gravedad artificial como gimnasio itinerante
Una de las opciones más debatidas es la gravedad artificial. Podría lograrse mediante módulos giratorios o centrífugas en las que los astronautas permanezcan durante parte de la jornada. La rotación genera una fuerza similar a la gravedad que somete a carga los músculos y los huesos.
Las combinaciones posibles son variadas:
- un módulo de descanso giratorio con una "gravedad" aumentada
- entrenamiento de fuerza dentro de una pequeña centrífuga
- programas específicos para los músculos de la pantorrilla y la pierna, como el sóleo
Estos sistemas son técnicamente complejos y costosos, pero estudios como este con animales dejan claro por qué las agencias espaciales siguen investigándolos con seriedad.
Medicamentos y alimentación como apoyo adicional
Más allá de las soluciones mecánicas, los investigadores exploran fármacos y estrategias nutricionales. Entre ellas figuran sustancias que inhiben la degradación muscular o estimulan su desarrollo, una mayor ingesta de proteínas en la dieta y vitaminas y minerales para combatir la pérdida ósea. Los estudios con ratones en el espacio pueden ser clave para probar combinaciones de entrenamiento y medicación antes de que los astronautas deban seguir esos protocolos.
Lo que esto significa para los futuros viajes espaciales
Los ratones a bordo de la ISS actúan como avanzadilla de las primeras generaciones de colonos espaciales. Sus músculos demuestran que parece existir un nivel mínimo de gravedad por debajo del cual la fuerza decae rápidamente, incluso cuando el músculo tiene un aspecto aparentemente normal.
Para las misiones a la Luna (0,16 g) y Marte (0,38 g), esto supone una advertencia inequívoca: las estancias prolongadas exigen una protección muscular rigurosa, que va desde el entrenamiento diario hasta diseños inteligentes de hábitats. Las agencias espaciales, pero también los actores comerciales que sueñan con hoteles en órbita, tendrán que tenerlo en cuenta al construir nuevas cápsulas y estaciones.
Para quienes permanecen en la Tierra, la investigación también aporta conclusiones valiosas. Ilustra con qué poca carga basta para que los músculos empiecen a perder capacidad, incluso cuando su volumen no ha cambiado drásticamente. Ese principio es igualmente aplicable al reposo prolongado en cama, a trabajos sedentarios con escaso movimiento o al envejecimiento. Comprender mejor cómo reaccionan los músculos ante una "gravedad insuficiente" abre nuevas vías para reducir la debilidad muscular y las caídas en personas mayores, y para afinar los programas de rehabilitación.
