¿Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio (microgravedad)?


¿Cómo hacen los astronautas para hacer ejercicio en el espacio? Te has preguntado cómo hacen los astronautas que trabajan en la Estación Espacial Internacional para poder hacer ejercicio, para no perder masa muscular ni densidad ósea ni la condición cardiovascular... ¿sientes un poco de curiosidad en saber cómo hacen los astronautas para entrenar o ejercitarse en medio de lo que se conoce como microgravedad?

Antes de pasar a mencionar cómo hacen los astronautas para ejecutar una rutina de ejercicios mientras se encuentran en el espacio dentro de La Estación Espacial Internacional en un estado de microgravedad, es oportuno que leas primero toda la información relacionada al respecto...

...por ejemplo qué sucede en el organismo cuando se está en el espacio en estado de microgravedad tanto a nivel fisiológico/funcional como a nivel estético, y cómo esto podría afectar la salud y el desempeño de los astronautas... ¿cómo la falta de gravedad puede afectar la salud y composición corporal de los astronautas?

Introducción a los factores fisiológicos que ocurren en microgravedad


Cuando los seres humanos realizan viajes al espacio suelen notar que sus cuerpos sufren ciertos cambios a nivel fisiológico que afectan el rendimiento en general para realizar cualquier tipo de actividad, como también el aspecto físico.

Los investigadores de la NASA han enfocado su trabajo en determinar cómo los cambios en las aptitudes físicas de los astronautas influyen en el desempeño de las misiones que les son otorgadas... Todo esto teniendo en cuenta que a medida que aumenta la duración de las misiones, el riesgo en la reducción de las aptitudes o habilidades físicas que tienen que ver principalmente con la pérdida de masa muscular (atrofia muscular), la disminución en la densidad ósea y el des-acondicionamiento a nivel cardiovascular, también aumenta.

De lo anterior mencionado suele ser de mucha importancia poder comprender cómo el ejercicio físico, solo o en combinación con otros tipos de terapias, podría ayudar a mitigar estos cambios negativos en la composición corporal y el desempeño cardiovascular, puesto que estos factores son críticos cuando se piensa a futuro en misiones de larga duración a Marte que involucren por supuesto la participación de humanos.

Mantenerse en forma en microgravedad


El Equipo de Contramedidas y de Fisiología del Ejercicio (ExPC) desarrolla protocolos de ejercicios y también se enfoca en la creación de hardware para optar por mantener la salud y las aptitudes de los astronautas, para de esta forma poder preservar la capacidad de los tripulantes para realizar tareas mientras están en gravedad cero o en una superficie planetaria. Los objetivos del ExPC son tres:

- Completar las pruebas de evaluación de salud y evaluación médica de astronautas, relacionadas con la aptitud músculo esquelética y la capacidad aeróbica.

- Evaluar y validar nuevo hardware y herramientas de monitoreo, protocolos de ejercicios y programas de acondicionamiento para el mantenimiento de la salud y el buen desempeño de la tripulación durante las misiones en la Estación Espacial Internacional (ISS) y en futuras misiones de exploración.

- Cuantificar los efectos de la microgravedad en la fisiología humana y el rendimiento tanto durante como después del viaje espacial.

Áreas clave de investigación


El equipo de ExPC estudia los efectos de la microgravedad sobre la capacidad aeróbica, las adaptaciones músculo-esqueléticas al entrenamiento de resistencia, la biomecánica del ejercicio en gravedad cero y el costo fisiológico de las actividades de cada misión para definir los requisitos para los dispositivos que los astronautas utilizarán para ejercitarse a futuro.

El personal de laboratorio también monitorea las respuestas de los ejercicios en situación de vuelo para evaluar y validar los protocolos actuales propuestos para ejercitarse. El equipo de ExPC evalúa las herramientas portátiles para el monitoreo del desempeño, tales como nuevos monitores de frecuencia cardíaca, dispositivos de análisis metabólico y calzado instrumentado, los cuales permiten la recopilación de datos en el campo de trabajo y también una gama más amplia de entornos operativos.

Una meta principal del equipo de ExPC es ayudar a que investigaciones transitorias puedan llevarse a cabo, además por supuesto de a través del ejercicio ayudar a optimizar la salud humana y el rendimiento en distintas actividades por supuesto teniendo como enfoque la situación de microgravedad.

El Laboratorio ExPC apoya numerosas actividades que incluyen:

- Pruebas médicas en astronautas relacionadas con la aptitud física (fitness).
- Validación de hardware y protocolos de contramedidas al ejercicio.
- Uso de entornos analógicos como por ejemplo el "reposo en cama" para probar protocolos y hardware.
- Desarrollo de programas de acondicionamiento para la salud de la tripulación y mantenimiento del desempeño en distintos tipos de actividades.
- Finalización de las evaluaciones biomecánicas de la tripulación durante el ejercicio.
- Uso de herramientas modelo para mejorar las contramedidas del ejercicio.
- Desarrollo tecnológico para mejorar el análisis del desempeño humano.

Salud cardiovascular en microgravedad


Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio

El tema principal: Evitar la Disfunción Cardiovascular

Cuando los astronautas visitan por primera vez el espacio y por ende experimentan por primera vez la microgravedad, una de las primeras cosas que notan es una sensación de plenitud (como una especie de presión) en sus caras y cabezas. Todo esto ocurre porque en la microgravedad la sangre ya no es conducida o atraída hacia la parte inferior del cuerpo como suele suceder a causa de la gravedad de la tierra.

Entonces, este aumento relativo de sangre en la parte superior del cuerpo, lo cual se conoce como “desplazamiento del líquido cefálico”, tiene consecuencias sobre la salud y el rendimiento general en muchas actividades. Hay que tener muy en cuenta que aunque los mecanismos fisiológicos que se encargan de ayudar a devolver la sangre desde el abdomen y las piernas hasta el corazón y la cabeza en la tierra no son tan importantes en el espacio, el no “ejercer” estas funciones del sistema cardiovascular puede tener consecuencias perjudiciales en el organismo.

Aun cuando se trata de misiones espaciales de cortos períodos de tiempo (que duran de 1 a 2 semanas), el volumen sanguíneo suele reducirse. Como resultado de lo anterior ocurre una disminución en la capacidad del organismo de poder controlar la presión sanguínea, lo cual puede llegar a provocar algún tipo de desmayo cuando los astronautas regresan a la tierra... Además, el corazón puede llegar a disminuir su tamaño (atrofia del miocardio) y al mismo tiempo volverse un órgano menos eficaz a la hora de bombear sangre a los músculos más distales del cuerpo, con lo cual se puede reducir considerablemente la capacidad para realizar ejercicios de alta intensidad o muy vigorosos (que requieran del uso de mucha fuerza).

Si no se toman las medidas adecuadas mientras se está en el espacio en situación de microgravedad, como por ejemplo el aplicar la práctica de ejercicio aeróbico y ejercicios de resistencia, los efectos negativos sobre la salud de los astronautas pueden resultar más severos cuando los períodos de las misiones se tornen más extensos, como por ejemplo una estadía de seis meses a un año en la Estación Espacia Internacional.

Estos efectos negativos sobre la salud también pueden afectar otros sistemas fisiológicos tanto en capacidad funcional como en apariencia, como por ejemplo el sistema muscular-esquelético, el sistema óseo y la visión.

Si se combinan todos estos efectos negativos que ya de por sí ejerce la microgravedad sobre el organismo junto con los cambios en la dieta que sí o sí deben realizar los astronautas, más el estrés mental a los que suelen ser sometidos, más la falta de ejercicio y la exposición a la radiación, los viajes al espacio suelen tener un alto potencial para que a largo plazo los astronautas puedan desarrollar algún tipo de enfermedad a nivel cardiovascular.

Entendiendo las Adaptaciones Cardiovasculares


El Equipo Cardiovascular de Dirección de la Salud y Desempeño Humano (HH&P) lleva a cabo investigaciones terrestres y en viajes espaciales para comprender mejor las adaptaciones cardiovasculares al ambiente de vuelo espacial y sus efectos sobre otros sistemas fisiológicos, con el fin de desarrollar y probar contramedidas al des-acondicionamiento inducido por los viajes espaciales y así desarrollar o evaluar Nuevas herramientas de investigación.

El Laboratorio Cardiovascular, a partir de la experiencia en fisiología cardiovascular, respiratoria y del ejercicio en conjunto con imágenes, ingeniería y análisis de datos de ultrasonido, investiga los riesgos potenciales para la salud debido a los viajes espaciales y por ende a la microgravedad, incluyendo:

- Intolerancia ortostática (una incapacidad para regular la presión arterial al estar de pie en la Tierra).
- Atrofia y disfunción cardíaca.
- Disfunción arterial y venosa.
- Alteraciones del ritmo cardiaco.
- Pérdidas de volumen de sangre y plasma.
- Reducción de la capacidad aeróbica.
- Atrofia muscular.

Más recientemente, el equipo se ha involucrado activamente en el estudio de las contribuciones cardiovasculares a los cambios en la agudeza visual y la morfología ocular experimentada por algunos astronautas durante el viaje espacial que los lleve a permanecer en microgravedad por largos períodos de tiempo.

Predecir los riesgos de estar en microgravedad por largos períodos de tiempo


Uno de los experimentos del Laboratorio Cardiovascular que se están llevando a cabo en la ISS (Estación Espacial Internacional) se denomina "Definir la relación entre biomarcadores de estrés oxidativo e inflamatorio y el riesgo de aterosclerosis en astronautas durante y después de una estadía de larga duración en microgravedad", también conocido como Cardio Ox.

El objetivo del estudio es determinar si los marcadores biológicos del estrés oxidativo e inflamatorio se elevan durante y después de la estadía en el espacio y si esto da lugar a un riesgo aumentado de padecer aterosclerosis, a largo plazo.

Doce miembros de la tripulación proporcionarían muestras de sangre y orina para evaluar los biomarcadores antes del lanzamiento, 15 y 60 días después del lanzamiento, 15 días antes de regresar a la Tierra, y dentro de los días siguientes al aterrizaje. La ecografía de las arterias carótida y braquial se obtendrá en los mismos puntos de tiempo, así como 1, 3 y 5 años después del aterrizaje, para evaluar la estructura y función arterial como indicadores de la salud cardiovascular.

El Equipo Cardiovascular tiene una historia demostrada de colaboraciones exitosas con otros laboratorios e instalaciones de la NASA, incluyendo bioquímica nutricional, neurociencias, fisiología del ejercicio, así como investigadores externos. Además, este equipo apoya rutinariamente pruebas médicas de astronautas y tripulantes de vuelo para la Clínica de Medicina de Vuelo y apoya la selección de nuevos candidatos a ser astronautas.

La tecnología y las metodologías utilizadas para monitorear y evaluar las adaptaciones cardiovasculares a los viajes espaciales y los efectos sobre otros sistemas fisiológicos incluyen:

- Ecocardiografía (ECG).
- Imágenes vasculares.
- Ultrasonido Doppler Transcraniano.
- Holter (electrocardiograma ambulatorio) y análisis de ECG.
- Monitorización ambulatoria de la presión arterial.
- Prueba de tolerancia ortostática (Prueba de soporte, prueba de inclinación, prueba de presión negativa en la parte inferior del cuerpo).
- Imagen de ultrasonido panorámica para medir el volumen muscular.
- Análisis de datos de series temporales.
- Ecografía de guía virtual.
- Tomografía de Coherencia Óptica (OCT).
- Medidas de presión intraocular.
- Prendas de compresión graduadas de la parte inferior del cuerpo.
- Espectroscopia de infrarrojo cercano.

Entrenamiento físico en el espacio


Ahora sí, llegamos a lo que más te interesa conocer: ¿cómo hacen los astronautas que permanecen en la Estación Espacial Internacional para poder realizar ejercicio si tenemos en cuenta que se encuentran en microgravedad?

En primera instancia para trabajar principalmente sobre el mejoramiento de la capacidad aeróbica, utilizan una banda trotadora (en inglés: treadmill) ubicada sobre un sistemas de aislamiento de vibraciones para evitar que estas cargas provocadas por las vibraciones (que se generan al trotar) interrumpan o afecten el funcionamiento de algún mecanismo de la Estación Internacional Espacial como tal.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Para poder correr o trotar, los astronautas requieren de un arnés ubicado en la parte superior del cuerpo (espalda, hombros) que los mantenga “pegados” al suelo de la banda trotadora, o sea para evitar que salgan literalmente “volando”.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Este arnés se conecta con una especie de cableado con ganchos y resortes que sale desde la banda trotadora, y luego por medio de un sistema de computadora, el astronauta o la astronauta define la carga de trabajo para realizar su sesión de entrenamiento walking, jogging o running.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Entre más ganchos se utilicen, más larga se torna la distancia entre el arnés y el cableado con resortes y por ende la carga de trabajo es menor. Mientras que entre menos ganchos se utilicen entonces la distancia se acorta y por ende es como si hubiera más fuerza (por así decirlo, si tenemos en cuenta que se está en microgravedad) que mantuviera más “atado” al astronauta a la banda trotadora, por lo cual la carga de trabajo aumenta (el astronauta siente que está más pegado a la banda trotadora y que por ende es capaz de realizar más fuerza a la hora de trota o correr).

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Al frente de la banda trotadora se ubica un monitor de computadora donde se programa la rutina de entrenamiento de acuerdo al número de ganchos utilizados (según lo mencionado en el párrafo anterior). Este monitor también se encarga de arrojar los valores de la frecuencia cardíaca.

También utilizan una especie de bicicleta ergométrica o también conocida como Cicloergómetro, con un sistema similar al de la Treadmill, puesto que se utiliza también un arnés para permitir que el astronauta permanezca pegado al sistema al cual está conectado el cicloergómetro.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Este dispositivo cicloergométrico también se encuentra dentro de un Sistema de aislamiento de vibraciones, aunque no permanece tan estable como lo hace la treadmill, sino que es un sistema que permite mayor movimiento del cicloergómetro.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Para la medición del ritmo cardíaco, los astronautas suelen utilizar un pulsómetro que cuenta con una adaptación también para el tronco.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


En el lateral cuentan con una computadora que les permite graduar la tensión del cicloergómetro para realizar trabajos de resistencia, también para realizar trabajos tipo HIT a modo interválico, entre otros.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Al frente cuentan con una computadora que les permite conectar dispositivos para poder escuchar música mientras realizan su sesión de entrenamiento.

Ahora bien, ya para la parte que tiende a estar más enfocada a la fuerza y resistencia muscular, existen los siguientes dispositivos. NOTA: los anteriores, de acuerdo a la carga de trabajo, también pueden trabajar de cierta manera sobre la fuerza y resistencia muscular.

Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Cómo se ejercitan los astronautas en el espacio


Como podemos observar, se trata de una máquina para simular el remo (todavía está en desarrollo), una máquina para realizar sentadillas (squats) y otra que también se utiliza para realizar sentadillas en diferentes ángulos de movimiento.

Referencia: https://www.nasa.gov/content/exercise-physiology


Artículos de interés

0 Comentarios

MUY IMPORTANTE: a través de los comentarios solamente se resuelven dudas concretas en base a lo leído en los artículos publicados. No se plantean dietas ni rutinas específicas para cada quien, ya que para ello y otras cosas relacionadas están las asesorías personalizadas, mismas que tienen un costo.

Revisa tu ortografía antes de publicar y No escribas todo el texto en mayúscula. Forma parte de nuestros seguidores para que tu comentario sea contestado en el menor tiempo posible.

Recomendación: "copiar" el comentario una vez escrito, antes de dar click en"publicar", en caso de que no funcione el envío la primera vez. El registro a través de celulares o tablets pueda no funcionar. Lo recomendado es registrarse a través de un PC. Registrase como seguidor (a) público (a).

Recibe actualizaciones en tu e-mail


Recibe artículos recientes en tu correo

Síguenos en Facebook