Ambientes de microgravidade, como o espaço, levam a uma remodelação dos tecidos que compõem os ossos, resultando em perda de densidade óssea e atrofia muscular nos astronautas.

Os ossos tornam-se mais fracos e quebradiços, com uma redução de aproximadamente 1% de densidade a cada mês passado no espaço e, a menos que sejam tomadas precauções para contrabalançar essa perda, as consequências podem resultar em problemas médicos como osteoporose e risco aumentado de lesões.

Para quem “mora” na Estação Espacial Internacional (ISS), as duas horas de exercício físico diário são por isso uma prática essencial. Os astronautas usam equipamentos como bicicletas ergométricas e passadeiras no espaço há décadas.

Uma das primeiras experiências na estação espacial foi a TVIS, uma passadeira com arnês para manter o utilizador preso à máquina e adicionar alguma força semelhante à da gravidade. Já o ARED, um outro equipamento, permite que os astronautas imitem o levantamento de peso em microgravidade.

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Infelizmente, estas máquinas são grandes demais para serem transportadas a bordo de uma nave em missões de longa duração, onde o espaço é limitado e é por isso que os especialistas estão a tentar perceber se os exercícios com o mínimo ou nenhum equipamento podem oferecer a atividade física necessária.

Experiências como a Zero T2 pretendem entender o desempenho muscular e a preservação da saúde óssea nos astronautas que realizam apenas exercícios aeróbicos e de resistência, sem utilizarem a passadeira.

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A motivação para o exercício é um desafio tanto na Terra como na estação espacial, e por isso o projeto "VR for Exercise" pretende criar ambientes de realidade virtual para ajudar a passar o tempo. Além disso, estudos como o ARED Kinematics analisam como fatores internos, como tensão muscular e o stress ósseo, afetam o corpo durante o exercício em microgravidade.

A pesquisa sobre atrofia óssea na ISS alia-se a estudos sobre perda óssea associada à osteoporose na Terra. Experiências, como Vertebral Strength, captam detalhes através da monitorização de ossos e músculos de astronautas antes e depois dos voos, fornecendo informações sobre a força músculo-esquelética geral.

Também são feitas experiências com medicamentos, como inibidores de miostatina, realizados para prevenir a perda óssea e muscular e uma outra técnica envolve o uso de "tissue chips", pequenos dispositivos que imitam funções específicas de tecidos e órgãos. A pesquisa “Human Muscle-on-Chip”, por exemplo, utiliza um modelo 3D de fibras musculares criado a partir de células de adultos jovens e idosos para estudar as mudanças na função muscular em microgravidade.

Já o projeto CIPHER, uma experiência integrada que avalia mudanças psicológicas e fisiológicas, incluindo perda óssea e muscular, em tripulantes de missões espaciais com duração de semanas a um ano, pretende entender como missões mais longas impactam os astronautas e se certas mudanças estagnam após um tempo no espaço.

Além de contribuírem para manter os astronautas saudáveis, os estudos realizados a bordo da ISS, também têm aplicações na Terra, tratando pessoas com atrofia muscular e óssea relacionada com doenças e envelhecimento, lembra a NASA.