Vuelos espaciales dañan el corazón de manera similar al envejecimiento

Durante décadas, los científicos han recurrido a modelos animales y cultivos celulares humanos en 2D para ver cómo afectan los vuelos espaciales a la salud del corazón. Sin embargo, un reciente estudio ha innovado usando por primera vez un modelo tridimensional de tejido cardíaco para analizar las consecuencias de la ingravidez en el sistema cardiovascular.

Este estudio, llevado a cabo por un equipo de investigadores de varias universidades de Estados Unidos bajo la dirección de la Universidad Johns Hopkins, empleó una plataforma llamada “Heart on a Chip” que consiste en cardiomiocitos, células musculares del corazón, generados a partir de células madre pluripotentes. Este sistema es capaz de imitar el comportamiento de los tejidos cardíacos humanos reales.

La función de contracción del tejido cardíaco en este modelo fue monitoreada automáticamente durante todo un mes a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) y durante los nueve días posteriores a su regreso a la Tierra. Los resultados se compararon con otro grupo control en Tierra, y revelaron que la exposición a la microgravedad redujo notablemente la fuerza de contracción del corazón, además de aumentar la arritmia y mostrar señales de disfunción tanto en el sarcómero (unidad contráctil del músculo) como en las mitocondrias.

Tecnología

Más de 10 horas de sedentarismo al día daña el corazón, incluso en los que hacen ejercicio

Los investigadores encontraron que esta pérdida de fuerza contráctil persistió incluso después del período de recuperación, lo que sugiere que los efectos en el corazón pueden ser prolongados. Además, el estudio concluyó que los cambios en la función cardíaca debido a los vuelos espaciales son comparables a los que se observan con el envejecimiento, indica EFE.

Los efectos a largo plazo

Estos descubrimientos, publicados recientemente en la revista PNAS, destacan la importancia de comprender los efectos a largo plazo de la ingravidez en el cuerpo humano, especialmente en el contexto de misiones prolongadas al espacio, como los futuros viajes a Marte. Aunque los vuelos espaciales ya han demostrado provocar pérdida de masa muscular y ósea, los efectos sobre la salud cardiovascular aún no están completamente claros.

Desde los años 60, más de 550 personas han viajado al espacio, principalmente a la ISS, donde las misiones han incrementado su duración con el tiempo. Aunque las misiones de más de 300 días son poco comunes, la creciente posibilidad de vuelos interplanetarios hace imprescindible un análisis detallado del impacto de la ingravidez sobre el cuerpo humano.

Los astronautas del programa Apolo, por ejemplo, mostraron una probabilidad cinco veces mayor de morir por enfermedades cardiovasculares en comparación con la población general, y estudios como el de gemelos de la NASA han demostrado que los vuelos prolongados en el espacio pueden incrementar el desgaste cardíaco y la presión arterial.

Investigaciones previas

Las investigaciones previas han sugerido que la exposición prolongada al entorno espacial podría inducir remodelación cardíaca adversa y disfunciones en el sistema nervioso. Incluso se han reportado arritmias en astronautas durante sus misiones espaciales, a pesar de no haber mostrado indicios de problemas cardíacos antes de volar.

El análisis de los datos transcriptómicos del estudio reciente identificó cambios genéticos significativos en los tejidos cardíacos expuestos al vuelo espacial. Se observó un aumento en la regulación de genes asociados con trastornos metabólicos, insuficiencia cardíaca, estrés oxidativo e inflamación, junto con una disminución en la expresión de genes clave para la contracción muscular y la señalización del calcio, elementos críticos en el funcionamiento del corazón.

Las simulaciones basadas en estos datos sugieren que el estrés oxidativo y la disfunción mitocondrial son factores clave que contribuyen a los efectos negativos observados en el tejido cardíaco tras la exposición prolongada a la microgravedad. Estos hallazgos refuerzan la necesidad de desarrollar estrategias para mitigar los impactos de los vuelos espaciales en la salud cardiovascular, especialmente en misiones prolongadas a destinos como Marte.

En Datos

• El estudio utilizó por primera vez un modelo 3D de tejido cardíaco llamado “Heart on a Chip” para analizar los efectos de la ingravidez.
• La ingravidez redujo la fuerza contráctil del corazón y aumentó la arritmia, con efectos que persistieron tras la recuperación en la Tierra.
• Los cambios observados en el corazón durante los vuelos espaciales fueron comparables a los efectos del envejecimiento.
• Se identificaron genes asociados con insuficiencia cardíaca, estrés oxidativo e inflamación en los tejidos cardíacos expuestos al espacio.