Ratones enviados a la Estación Espacial Internacional y expuestos a una gravedad similar a la de Marte durante aproximadamente un mes mostraron solo una protección parcial frente al deterioro muscular, según un estudio revisado por pares que plantea interrogantes acuciantes sobre si la atracción del Planeta Rojo es lo bastante fuerte para mantener sanos a los futuros astronautas. Los hallazgos aparecen en un momento en que las agencias espaciales planean misiones tripuladas a Marte que exigirían a las personas vivir y trabajar en una gravedad aproximadamente de un tercio de la terrestre durante meses seguidos. Si la gravedad de Marte por sí sola no puede prevenir la pérdida muscular, las tripulaciones podrían necesitar contramedidas adicionales muy por encima de lo que suponen las arquitecturas de misión actuales.
Lo que encontró el experimento con ratones en la EEI
El experimento formó parte de la misión de ratones de gravedad parcial MHU-8/JAXA MARS, que se lanzó el 14 de marzo de 2023 y regresó el 16 de abril de 2023. Los investigadores alojaron ratones dentro de un hábitat centrífugo en la estación, exponiendo a distintos grupos a microgravedad, 0,33 g (aproximando Marte), 0,67 g y un control de 1 g completo durante aproximadamente 27 a 28 días. Los resultados se dividieron claramente a lo largo del gradiente gravitatorio. Según los hallazgos publicados en Science Advances, los ratones a 0,67 g conservaron la fuerza de agarre de las extremidades anteriores y estuvieron protegidos frente a la atrofia del músculo sóleo y a los cambios en la composición de tipos de fibra muscular. Los ratones a 0,33 g, por el contrario, mostraron solo una protección parcial frente a esos mismos marcadores de deterioro.
Esa distinción importa porque el sóleo, un músculo de contracción lenta de la pantorrilla crítico para la postura y la locomoción, es uno de los primeros músculos que se degradan en condiciones de gravedad reducida. Un cambio de fibras de contracción lenta a rápida indica que el músculo está perdiendo su capacidad de resistencia, la cual es precisamente la cualidad que necesitarían los astronautas para operaciones sostenidas en la superficie de Marte. El grupo a 0,33 g conservó algo de masa muscular, pero aun así experimentó cambios en el tipo de fibra, lo que sugiere que la gravedad marciana podría ralentizar la atrofia sin evitar realmente las pérdidas funcionales que comprometen el movimiento y la fuerza.
Las alteraciones en la marcha y la función neuromotora siguen el mismo patrón
Un estudio complementario de la misma misión examinó otro conjunto de resultados: qué tan bien caminaban y coordinaban el movimiento los ratones después de vivir a distintos niveles de gravedad. Esa investigación, publicada en Life Sciences in Space Research, informó que el rendimiento neuromotor y de la marcha también se degradó de forma dependiente de la dosis gravitatoria. Los ratones a 0,67 g se desempeñaron significativamente mejor que los de 0,33 g, y ambos superaron al grupo de microgravedad. La convergencia de los datos de histología muscular y de rendimiento de la marcha de la misma misión refuerza el argumento de que la gravedad al nivel marciano está por debajo del umbral necesario para mantener la función física normal, al menos en ratones durante un período de aproximadamente cuatro semanas.
Aún no se han probado estos niveles de gravedad en humanos en órbita. Toda la evidencia sobre los efectos de la gravedad parcial en el músculo de mamíferos proviene de análogos con roedores, y la exposición más larga en estos experimentos duró menos de un mes. Una estancia humana en la superficie de Marte podría durar 500 días o más, lo que convierte la brecha entre los datos disponibles y la realidad de la misión en una seria preocupación para la planificación.
Estudios anteriores ya insinuaban este problema
Los nuevos resultados se basan en investigaciones anteriores en la EEI que utilizaron el mismo sistema centrífugo de JAXA a aproximadamente una sexta parte de g, simulando la gravedad lunar. Ese estudio, informado en Communications Biology, halló que la gravedad a nivel lunar prevenía la atrofia del músculo esquelético en ratones pero no detenía la transición de fibras de lenta a rápida. La implicación ya era clara entonces: la gravedad parcial puede preservar el tamaño muscular mientras permite que la composición interna de las fibras musculares cambie de formas que reducen la resistencia y la capacidad funcional.
Un informe técnico de la NASA presentado en la 50.ª Conferencia Internacional sobre Sistemas Ambientales en julio de 2021 fue más allá. Ese documento, designado ICES-2021-142 y disponible a través de un repositorio de la NASA, sostenía que la gravedad parcial tanto de la Luna como de Marte parece insuficiente para mantener la salud humana, citando riesgos que van más allá del músculo e incluyen pérdida ósea, desacondicionamiento cardiovascular y problemas de la columna vertebral. El informe pedía una consideración seria de la gravedad artificial como contramedida, una posición que los últimos datos en ratones ahora respaldan con evidencia experimental directa.
La magnitud de la pérdida muscular en los vuelos espaciales
El riesgo de referencia está bien establecido. Estudios de tripulaciones durante los últimos cincuenta años de vuelos espaciales humanos revelan que los astronautas pueden perder hasta un 20 por ciento de su masa muscular durante las misiones, según Harvard Medical School. Esa cifra proviene de la exposición a microgravedad en la EEI y estaciones anteriores, donde las tripulaciones flotan en lugar de estar de pie o caminar. La esperanza detrás de las misiones a Marte siempre fue que los 0,38 g del planeta proporcionarían la carga suficiente para frenar o detener ese declive. Los datos de ratones sugieren que la esperanza era optimista.
La NASA ha invertido durante mucho tiempo en contramedidas para combatir la pérdida de músculo y hueso. Los enfoques actuales en la EEI incluyen equipos de ejercicio, intervenciones dietéticas e investigación con chips de tejido diseñada para probar opciones farmacéuticas en microgravedad, tal como se describe en una visión general de la NASA. Pero el equipo de ejercicio es pesado, ocupa tiempo de la tripulación y puede no replicar por completo los patrones de carga de la gravedad terrestre. Si la gravedad marciana proporciona solo una protección parcial, la carga de ejercicio para las tripulaciones en la superficie podría ser sustancial, reduciendo el tiempo disponible para la ciencia y la exploración.
Contramedidas más allá del ejercicio
Una línea de investigación ha explorado si los suplementos dietéticos podrían cubrir la brecha. Investigadores de la Harvard Medical School descubrieron que suplementar dietas con resveratrol, un compuesto presente en la piel de la uva y el vino tinto, podría ayudar a mantener la salud musculoesquelética en gravedad parcial simulada. Ese hallazgo, aunque prometedor, provino de estudios con ratas en tierra en lugar de experimentos orbitales, y no se han realizado ensayos en humanos en gravedad reducida.
Otras contramedidas propuestas incluyen agentes farmacológicos que actúan sobre las vías de crecimiento muscular y dispositivos de estimulación neuromuscular que podrían proporcionar carga mecánica sin entrenamientos de cuerpo entero. Estos enfoques siguen siendo en gran medida experimentales, y ninguno ha sido validado aún en el tipo de entorno de gravedad parcial y larga duración que implicaría una misión a Marte. Por ahora, el ejercicio y el diseño del hábitat son las principales herramientas en las que los planificadores pueden confiar.
La gravedad artificial pasa de concepto a requisito
La idea de hacer girar naves espaciales o hábitats para generar gravedad artificial ha sido un elemento básico de la ciencia ficción durante décadas, pero las realidades de ingeniería y el coste la han mantenido en los márgenes de la planificación de misiones. Los nuevos datos en ratones, combinados con los hallazgos previos sobre la gravedad lunar y las propias evaluaciones de riesgo de la NASA, la están acercando al centro. Si 0,33 g no es suficiente para mantener la función muscular, y 0,67 g funciona notablemente mejor, los diseñadores podrían necesitar considerar módulos giratorios o centrifugadoras de radio corto que puedan proporcionar una gravedad efectiva mayor, al menos durante parte de cada día.
La comunidad técnica de la NASA ha estado explorando estas ideas mediante estudios internos y ponencias en conferencias, muchos de los cuales están catalogados en el portal de información científica y técnica de la agencia. Los conceptos van desde pequeñas centrifugadoras tipo bicicleta que los astronautas podrían usar para “entrenamientos gravitacionales” diarios hasta hábitats giratorios más grandes que proporcionarían carga continua. Cada opción conlleva compensaciones en masa, complejidad y confort de la tripulación, pero los datos biológicos son cada vez más claros: alguna forma de gravedad artificial puede ser necesaria para misiones que duren años en lugar de meses.
Planificar Marte con datos incompletos
A pesar del progreso, persisten grandes incertidumbres. La fisiología de los roedores no es idéntica a la humana, y la exposición de 27–28 días en los experimentos de la EEI es muy inferior a los 18 a 30 meses que podría requerir una misión tripulada a Marte, incluyendo el tránsito y el tiempo en la superficie. Es posible que los humanos puedan adaptarse de forma diferente, o que combinaciones de gravedad parcial, ejercicio y apoyo farmacológico resulten más efectivas de lo que sugieren los estudios en ratones. Igualmente posible es que los efectos a largo plazo sean peores de lo proyectado, en especial para los huesos y el sistema cardiovascular.
Reducir esa brecha requerirá investigaciones más específicas. Futuras misiones en la EEI podrían ampliar las exposiciones a gravedad parcial a varios meses, incluir cohortes animales más grandes e integrar medidas de resultado más relevantes para humanos, como imágenes de densidad ósea y monitorización cardiovascular. Los análogos terrestres, como camas centrífugas y dispositivos de descarga parcial de peso, pueden ayudar a refinar hipótesis pero no pueden replicar por completo el entorno complejo del espacio. En última instancia, los planificadores podrían tener que aceptar un grado de incertidumbre y diseñar misiones a Marte con flexibilidad incorporada para ajustar contramedidas a medida que surjan nuevos datos.
Implicaciones para la política de salud de los astronautas
El panorama emergente tiene implicaciones tanto de política como de ingeniería. Si la gravedad parcial se reconoce formalmente como insuficiente para proteger la salud, las agencias podrían necesitar revisar los estándares médicos para misiones de larga duración, establecer límites más estrictos sobre la exposición acumulada o exigir disposiciones específicas de gravedad artificial en las arquitecturas de misión. Tales decisiones dependerán de la evaluación continua de los resultados experimentales por expertos en medicina aeroespacial, fisiología y factores humanos.
Para los investigadores y planificadores de misiones que buscan información técnica más detallada, la NASA fomenta el compromiso directo a través de sus canales de información científica. Los informes de salud en vuelos espaciales de la agencia y la documentación relacionada pueden consultarse mediante sus servicios de información técnica, y las preguntas o solicitudes de datos pueden dirigirse a través de los puntos de contacto oficiales. Como subrayan los datos en ratones, las apuestas son altas: sin estrategias sólidas para contrarrestar el deterioro muscular y neuromotor, los primeros humanos que caminen por Marte podrían verse físicamente disminuidos justo cuando más se les necesite fuertes.
