NASA assumiu o compromisso de enviar humanos para Marte até 2030. Este é um objectivo ambicioso quando se pensa que uma típica viagem de ida e volta irá durar entre três e seis meses e espera-se que as tripulações permaneçam no planeta vermelho até dois anos antes do alinhamento planetário permitir a viagem de regresso a casa. Isto significa que os astronautas têm de viver em gravidade reduzida (micro) durante cerca de três anos – muito para além do actual recorde de 438 dias contínuos no espaço mantido pelo cosmonauta russo Valery Polyakov.
Nos primeiros dias das viagens espaciais, os cientistas trabalharam arduamente para descobrir como superar a força da gravidade para que um foguete pudesse catapultar livre da atração da Terra a fim de aterrar humanos na Lua. Hoje, a gravidade permanece no topo da agenda científica, mas desta vez estamos mais interessados em como a redução da gravidade afeta a saúde dos astronautas – especialmente seus cérebros. Afinal, evoluímos para existir dentro da gravidade da Terra (1 g), não na ausência de peso do espaço (0 g) ou na microgravidade de Marte (0.3 g).
Então como é que o cérebro humano lida com a microgravidade? Mal, em poucas palavras – embora a informação sobre isso seja limitada. Isto é surpreendente, já que estamos familiarizados com o rosto dos astronautas que ficam vermelhos e inchados durante a ausência de peso – um fenómeno carinhosamente conhecido como o “efeito Charlie Brown”, ou “síndrome das pernas da cabeça inchada das aves”. Isto é devido ao fluido que consiste principalmente de sangue (células e plasma) e líquido cefalorraquidiano que se deslocam em direcção à cabeça, fazendo com que tenham caras redondas, inchadas e pernas mais finas.
Estes deslocamentos de fluido estão também associados ao enjoo do movimento espacial, dores de cabeça e náuseas. Mais recentemente, também têm sido associados à visão desfocada devido a um aumento da pressão à medida que o fluxo sanguíneo aumenta e o cérebro flutua para cima dentro do crânio – uma condição chamada deficiência visual e síndrome de pressão intracraniana. Embora a NASA considere esta síndrome como o maior risco para a saúde de qualquer missão a Marte, descobrir o que a causa e – uma questão ainda mais difícil – como preveni-la, ainda permanece um mistério.
Então, onde se encaixa a minha pesquisa nisto? Bem, eu acho que certas partes do cérebro acabam recebendo muito sangue porque o óxido nítrico – uma molécula invisível que geralmente flutua na corrente sanguínea – se acumula na corrente sanguínea. Isto faz com que as artérias que abastecem o cérebro de sangue relaxem, para que se abram demasiado. Como resultado deste aumento implacável do fluxo sanguíneo, a barreira hemato-encefálica – o “amortecedor de choque” do cérebro – pode ficar sobrecarregada. Isto permite que a água se acumule lentamente (uma condição chamada edema), causando inchaço cerebral e um aumento da pressão que também pode ser piorada devido aos limites na sua capacidade de drenagem.
Pense nisso como um rio a transbordar as suas margens. O resultado final é que não chega oxigénio suficiente a partes do cérebro com rapidez suficiente. Este é um grande problema que poderia explicar porque a visão embaçada ocorre, assim como os efeitos sobre outras habilidades incluindo a agilidade cognitiva dos astronautas (como eles pensam, se concentram, raciocinam e se movem).
Uma viagem no ‘cometa do vômito’
Para saber se a minha idéia estava certa, precisávamos testá-la. Mas ao invés de pedir à NASA uma viagem à Lua, escapamos dos laços da gravidade da Terra simulando a ausência de peso em um avião especial apelidado de “cometa do vômito”.
Ao escalar e depois mergulhar no ar, este avião executa até 30 destas “parábolas” num único voo para simular a sensação de ausência de peso. Elas duram apenas 30 segundos e devo admitir, é muito viciante e você realmente fica com uma cara inchada!
Com todo o equipamento fixado com segurança, tomamos medidas de oito voluntários que fizeram um único voo todos os dias durante quatro dias. Medimos o fluxo sanguíneo em diferentes artérias que abastecem o cérebro usando um ultra-som doppler portátil, que funciona através do ressalto de ondas sonoras de alta frequência dos glóbulos vermelhos circulantes. Também medimos os níveis de óxido nítrico em amostras de sangue retiradas da veia do antebraço, bem como outras moléculas invisíveis que incluíam radicais livres e proteínas específicas do cérebro (que refletem danos estruturais ao cérebro) que poderiam nos dizer se a barreira hematoencefálica foi forçada a se abrir.
As nossas descobertas iniciais confirmaram o que prevíamos. Os níveis de óxido nítrico aumentaram após repetidas crises de falta de peso, e isto coincidiu com o aumento do fluxo sanguíneo, particularmente através de artérias que abastecem a parte de trás do cérebro. Isto forçou a abertura da barreira hematoencefálica, embora não houvesse evidência de danos estruturais no cérebro.
Planeamos agora seguir estes estudos com avaliações mais detalhadas das mudanças de sangue e fluidos no cérebro usando técnicas de imagem como a ressonância magnética para confirmar nossos achados. Também vamos explorar os efeitos de contramedidas como calças de sucção de borracha – que criam uma pressão negativa na metade inferior do corpo com a ideia de que podem ajudar a “sugar” o sangue do cérebro do astronauta – bem como drogas para contrariar o aumento do óxido nítrico. Mas estas descobertas não vão apenas melhorar as viagens espaciais – elas também podem fornecer informações valiosas sobre a razão pela qual a “gravidade” do exercício é um bom remédio para o cérebro e como ele pode proteger contra a demência e o AVC na vida posterior.