Los viajes espaciales son muy duros para el cuerpo de los mamíferos. Los fluidos se redistribuyen de formas sorprendentes, los equipos de protección pesados pueden causar daños físicos y, sin la tensión constante de luchar contra la gravedad, los tejidos como los músculos y los huesos se degradan con relativa rapidez.
La mayoría de estos cambios mejoran gradualmente una vez que los astronautas regresan a la Tierra. Pero una posible consecuencia de los vuelos espaciales es especialmente preocupante.
Los ratones que viajan a la Estación Espacial Internacional experimentan una degradación del cartílago que amortigua el hueso en las articulaciones de la rodilla que soportan carga. El cartílago articular tiene una capacidad limitada para repararse a sí mismo.
Los científicos creen ahora que podrían haber encontrado una posible contramedida. Los ratones tratados con un compuesto vegetal llamado kaempferol antes y durante las condiciones simuladas de un vuelo espacial experimentaron una degradación del cartílago menos grave que los ratones no tratados.
El estudio también identificó una vía molecular clave detrás del daño, revelando que una proteína llamada NOX4 provoca la disfunción mitocondrial en las células del cartílago. Este descubrimiento también podría ayudar a los científicos a comprender mejor la osteoartritis de rodilla, una enfermedad común en la que el cartílago que amortigua la articulación se desgasta gradualmente con el tiempo.
Los efectos de los vuelos espaciales sobre el cartílago humano no se comprenden del todo, y el cartílago no se monitoriza ni se protege ampliamente. Tal y como señaló una revisión de 2022 sobre la investigación actual del cartílago articular y los vuelos espaciales, los astronautas han mostrado niveles elevados de un biomarcador asociado con la degradación del cartílago.
En combinación con investigaciones realizadas en roedores, estos hallazgos suscitan preocupación ante la posibilidad de que los vuelos espaciales de larga duración aumenten el riesgo de osteoartritis de rodilla. Un equipo liderado por investigadores de la Universidad de Pittsburgh quería saber más sobre cómo el daño al cartílago podría afectar los vuelos espaciales tripulados, particularmente en misiones de larga duración como un viaje a Marte.
“En este estudio”, escribieron en un artículo publicado en Advanced Science, “planteamos la hipótesis de que la exposición a las condiciones de los vuelos espaciales induce disfunción mitocondrial y degradación del cartílago, y que preservar la función mitocondrial protege contra la pérdida de cartílago”.
Por razones éticas, no podemos meter a seres humanos boca abajo en una caja y bombardearlos con radiación, por lo que los investigadores optaron por realizar su investigación con ratones. El estudio incluyó varios grupos de ratones.
En primer lugar, los investigadores examinaron ratones que habían pasado 60 días en la ISS y los compararon con ratones que habían permanecido aquí en la Tierra en condiciones similares, recibiendo los mismos cuidados y dieta, pero sin exposición a la microgravedad ni al entorno espacial.
También mantuvieron ratones en una simulación terrestre de vuelo espacial: recintos en los que se elevaban las patas traseras de los ratones para imitar la microgravedad, mientras se les exponía a una mezcla de radiación generada en laboratorio, diseñada para simular los rayos cósmicos galácticos. En comparación con los ratones de control, tanto los ratones en la ISS como los ratones en las condiciones simuladas mostraron signos de daño en el cartílago.
El siguiente paso fue identificar por qué se estaban produciendo los daños. Los investigadores cultivaron cartílago humano a partir de células madre (aisladas de cabezas femorales) y lo colocaron en un biorreactor giratorio para simular la microgravedad, pero sin radiación.
Los resultados de esta prueba demostraron que la microgravedad somete al cartílago a estrés. Se observaron niveles más altos de marcadores inflamatorios y moléculas reactivas de oxígeno dañinas, signos de envejecimiento celular y pérdida de energía mitocondrial, además de otras características propias de un cartílago sano.
Los investigadores atribuyeron estos cambios a la NOX4, una proteína que promueve el estrés oxidativo y la disfunción mitocondrial. El último paso fue introducir un compuesto llamado kaempferol.
Este es un flavonol natural presente en muchas plantas que consumimos, como verduras de hoja verde oscura, té, legumbres, bayas y otras frutas y verduras. Puede unirse a la NOX4 y reducir su actividad.
Investigaciones previas han demostrado que el kaempferol reduce el estrés oxidativo y el daño mitocondrial. Es fundamental destacar que estudios en ratas han demostrado que también puede ralentizar la progresión de la osteoartritis de rodilla.
Cuando se trató a ratones en condiciones simuladas de vuelo espacial con kaempferol oral, la diferencia fue notable. Presentaban menor pérdida de cartílago, mitocondrias más sanas, menos inflamación y niveles más bajos de moléculas reactivas de oxígeno dañinas.
Si bien el daño no se evitó por completo, fue significativamente menos grave que el sufrido por los ratones no tratados. Se trata todavía de un estudio en una fase muy temprana con algunas limitaciones importantes.
El estudio se realizó en ratones, no en humanos, y aunque los investigadores examinaron ratones que habían pasado tiempo a bordo de la ISS, los efectos protectores del kaempferol sólo se probaron en simulaciones terrestres de vuelos espaciales, no durante una misión real. También se analizó una preparación purificada de kaempferol en una dosis cuidadosamente controlada, por lo que los resultados no deben interpretarse como que los alimentos ricos en kaempferol prevengan los problemas de rodilla.
Sin embargo, ofrece algunas vías muy prometedoras para futuras investigaciones. El equipo identificó un mecanismo mitocondrial que explica la degradación del cartílago de la rodilla durante los vuelos espaciales y encontró una forma prometedora de ralentizar ese proceso.
Además, dado que el mismo mecanismo está implicado en la osteoartritis de rodilla, este hallazgo también podría ayudar a los científicos que trabajan para mejorar la vida de los cientos de millones de personas en todo el mundo afectadas por esta enfermedad degenerativa. Y si de todas formas quieres comer más espinacas… bueno, hay muchas otras pruebas de que ciertamente no te hará daño.
La investigación ha sido publicada en Advanced Science.
Fuente: Science Alert.
