Medicina

Bicicleta con gravedad artificial para combatir la atrofia muscular

Por medio de un estudio en la Universidad de California en Irvine, el Instituto Nacional de Investigaciones Biomédicas Espaciales (NSBRI) está explorando el concepto de una bicicleta que permite realizar ejercicios encaminados a combatir la atrofia muscular asociada a largas permanencias en el espacio.

Aún con ejercicio a bordo, los astronautas se enfrentan al riesgo de perder masa muscular y fuerza, porque sus músculos no trabajan con suficiente peso o carga. Es importante encontrar formas de incrementar la actividad con carga, así los astronautas pueden mantenerse en forma.

El equipo del Dr. Vincent J. Caiozzo está investigando si las flexiones ejecutadas bajo condiciones de gravedad artificial igual o mayor que la de la Tierra (1G) producen el mismo tipo de respuesta muscular que una persona que hace levantamiento de pesas en la Tierra.

Con iniciativas a largo plazo como la Estación Espacial Internacional, y las misiones propuestas a la Luna y Marte, la proporción de pérdida muscular en algunas áreas corporales puede llegar al 25 por ciento, a menos que se tomen medidas para evitarlo. La pérdida de fuerza muscular durante una misión de larga duración puede representar dramáticos problemas en una eventual situación de emergencia durante el aterrizaje.

La bicicleta "espacial", una centrifugadora accionada mediante la fuerza humana que está ensayándose en el laboratorio de Caiozzo, genera varios niveles de gravedad artificial, que van desde la gravedad terrestre hasta una cinco veces mayor. La velocidad de rotación determina el nivel de la fuerza desarrollada.

Los participantes se montan en forma opuesta, uno sobre una bicicleta y el otro sobre una plataforma. Cuando una persona pedalea, el artilugio se mueve trazando un círculo alrededor de su eje central. El movimiento genera presión sobre el corredor, empujándolo contra su asiento de una manera similar al efecto de la gravedad en la Tierra. Sobre la plataforma, la otra persona hace ejercicios de flexiones. Los instrumentos del dispositivo informan por separado sobre el régimen de trabajo de los usuarios.

Atrofia muscular
La Bicicleta Espacial, en acción. (Foto: V.J. Caiozzo, University of California, Irvine )
El equipo de Caiozzo está determinando la efectividad de esta "Rueda Espacial", comparando los estados previos y posteriores de los participantes, y analizando los resultados de biopsias de fibra muscular y los datos procedentes de varios marcadores moleculares y celulares de crecimiento.

Lo innovador del entrenamiento de resistencia bajo gravedad artificial es que cada elemento del cuerpo es cargado proporcionalmente. Tampoco se requieren elementos externos tales como pesas. Los músculos de las piernas, por ejemplo, pueden hacerse trabajar contra altas cargas sin necesidad de lastre real, lo cual es importante dada la limitación de espacio y masa en las misiones espaciales.

En colaboración con Caiozzo, los doctores Jim Hicks y Joyce Keyak, investigadores de la citada universidad, están recopilando datos de los participantes para determinar si la bicicleta espacial es también efectiva para mantener la masa ósea y un buen estado cardiovascular.


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