Dal primo volo sostenuto di un aereo a motore a Kitty Hawk, North Carolina (Stati Uniti), nel 1903, l'aviazione è diventata una delle principali attività internazionali. Si stima che dal 1960 al 1989 il numero annuo di passeggeri aerei di voli di linea regolari sia aumentato da 20 milioni a oltre 900 milioni (Poitrast e deTreville 1994). Gli aerei militari sono diventati sistemi d'arma indispensabili per le forze armate di molte nazioni. I progressi nella tecnologia aeronautica, in particolare la progettazione di sistemi di supporto vitale, hanno contribuito al rapido sviluppo di programmi spaziali con equipaggi umani. I voli spaziali orbitali si verificano relativamente frequentemente e astronauti e cosmonauti lavorano su veicoli spaziali e stazioni spaziali per lunghi periodi di tempo.

Nell'ambiente aerospaziale, i fattori di stress fisico che possono influenzare in una certa misura la salute dell'equipaggio, dei passeggeri e degli astronauti includono ridotte concentrazioni di ossigeno nell'aria, diminuzione della pressione barometrica, stress termico, accelerazione, assenza di gravità e una varietà di altri potenziali pericoli (DeHart 1992 ). Questo articolo descrive le implicazioni aeromediche dell'esposizione alla gravità e all'accelerazione durante il volo nell'atmosfera e gli effetti della microgravità sperimentati nello spazio.

Gravità e accelerazione

La combinazione di gravità e accelerazione incontrata durante il volo nell'atmosfera produce una varietà di effetti fisiologici sperimentati dall'equipaggio e dai passeggeri. Sulla superficie della terra, le forze di gravità influenzano praticamente tutte le forme di attività fisica umana. Il peso di una persona corrisponde alla forza esercitata sulla massa del corpo umano dal campo gravitazionale terrestre. Il simbolo utilizzato per esprimere l'entità dell'accelerazione di un oggetto in caduta libera quando viene lasciato cadere vicino alla superficie terrestre è indicato come g, che corrisponde ad un'accelerazione di circa 9.8 m/s² (Glaister 1988a; Leverett e Whinnery 1985).

Accelerazione si verifica ogni volta che un oggetto in movimento aumenta la sua velocità. Velocità descrive la velocità di movimento (velocità) e la direzione del movimento di un oggetto. Decelerazione si riferisce all'accelerazione che comporta una riduzione della velocità stabilita. L'accelerazione (così come la decelerazione) è una quantità vettoriale (ha grandezza e direzione). Esistono tre tipi di accelerazione: accelerazione lineare, un cambio di velocità senza cambio di direzione; accelerazione radiale, un cambio di direzione senza cambio di velocità; e accelerazione angolare, un cambiamento di velocità e direzione. Durante il volo, gli aerei sono in grado di manovrare in tutte e tre le direzioni e l'equipaggio ei passeggeri possono sperimentare accelerazioni lineari, radiali e angolari. In aviazione, le accelerazioni applicate sono comunemente espresse come multipli dell'accelerazione di gravità. Per convenzione, G è l'unità che esprime il rapporto tra un'accelerazione applicata e la costante gravitazionale (Glaister 1988a; Leverett e Whinnery 1985).

Biodinamica

La biodinamica è la scienza che si occupa della forza o dell'energia della materia vivente ed è una delle principali aree di interesse nel campo della medicina aerospaziale. Gli aerei moderni sono altamente manovrabili e in grado di volare a velocità molto elevate, provocando forze di accelerazione sugli occupanti. L'influenza dell'accelerazione sul corpo umano dipende dall'intensità, dal tasso di insorgenza e dalla direzione dell'accelerazione. La direzione dell'accelerazione è generalmente descritta dall'uso di un sistema di coordinate a tre assi (x, y, z) in cui la verticale (z) l'asse è parallelo all'asse lungo del corpo, il x l'asse è orientato dalla parte anteriore a quella posteriore e il y asse orientato lateralmente (Glaister 1988a). Queste accelerazioni possono essere classificate in due tipi generali: sostenute e transitorie.

Accelerazione sostenuta

Gli occupanti degli aerei (e dei veicoli spaziali che operano nell'atmosfera sotto l'influenza della gravità durante il lancio e il rientro) subiscono comunemente accelerazioni in risposta alle forze aerodinamiche del volo. Cambiamenti prolungati di velocità che comportano accelerazioni che durano più di 2 secondi possono derivare da cambiamenti nella velocità o nella direzione di volo di un aeromobile. Gli effetti fisiologici dell'accelerazione sostenuta derivano dalla distorsione prolungata dei tessuti e degli organi del corpo e dai cambiamenti nel flusso sanguigno e nella distribuzione dei fluidi corporei (Glaister 1988a).

Accelerazione positiva o diretta lungo il z asse (+G_z) rappresenta la principale preoccupazione fisiologica. Nel trasporto aereo civile, G_z le accelerazioni sono rare, ma occasionalmente possono verificarsi in misura lieve durante alcuni decolli e atterraggi e durante il volo in condizioni di turbolenza aerea. I passeggeri possono avvertire brevi sensazioni di assenza di gravità quando soggetti a cadute improvvise (negativo G_z accelerazioni), se non vincolati nelle loro sedi. Un'improvvisa accelerazione improvvisa può causare il lancio di passeggeri o membri dell'equipaggio sfrenati contro le superfici interne della cabina dell'aeromobile, con conseguenti lesioni.

A differenza del trasporto aereo civile, il funzionamento di aerei militari ad alte prestazioni e aerei acrobatici e aeroplani può generare accelerazioni lineari, radiali e angolari significativamente più elevate. Accelerazioni positive sostanziali possono essere generate quando un aereo ad alte prestazioni cambia la sua traiettoria di volo durante una virata o una manovra di pull-up da un'immersione ripida. Il +G_z le caratteristiche prestazionali degli attuali aerei da combattimento possono esporre gli occupanti ad accelerazioni positive da 5 a 7 G per 10-40 secondi (Glaister 1988a). L'equipaggio può sperimentare un aumento del peso dei tessuti e delle estremità a livelli di accelerazione relativamente bassi di soli +2 G_z. Ad esempio, un pilota del peso di 70 kg che ha eseguito una manovra dell'aeromobile che ha generato +2 G_z sperimenterebbe un aumento del peso corporeo da 70 kg a 140 kg.

Il sistema cardiovascolare è il sistema di organi più importante per determinare la tolleranza complessiva e la risposta a +G_z stress (Glaister 1988a). Gli effetti dell'accelerazione positiva sulla vista e sulle prestazioni mentali sono dovuti alla diminuzione del flusso sanguigno e all'apporto di ossigeno agli occhi e al cervello. La capacità del cuore di pompare sangue agli occhi e al cervello dipende dalla sua capacità di superare la pressione idrostatica del sangue in qualsiasi punto lungo il sistema circolatorio e dalle forze inerziali generate dal flusso positivo G_z accelerazione. La situazione può essere paragonata a quella di tirare verso l'alto un pallone parzialmente pieno d'acqua e osservare la distensione verso il basso del pallone a causa della risultante forza inerziale che agisce sulla massa d'acqua. L'esposizione ad accelerazioni positive può causare la perdita temporanea della visione periferica o la completa perdita di coscienza. I piloti militari di velivoli ad alte prestazioni possono rischiare lo sviluppo di G-blackout indotti quando esposti a rapida insorgenza o lunghi periodi di accelerazione positiva nel +G_z asse. Le aritmie cardiache benigne si verificano frequentemente in seguito all'esposizione ad alti livelli prolungati di +G_z accelerazione, ma di solito hanno un significato clinico minimo a meno che non sia presente una malattia preesistente; –G_z l'accelerazione si verifica raramente a causa delle limitazioni nella progettazione e nelle prestazioni dell'aeromobile, ma può verificarsi durante il volo invertito, i loop esterni e le rotazioni e altre manovre simili. Gli effetti fisiologici associati all'esposizione a -G_z l'accelerazione comporta principalmente un aumento delle pressioni vascolari nella parte superiore del corpo, nella testa e nel collo (Glaister 1988a).

Sono chiamate accelerazioni di durata sostenuta che agiscono perpendicolarmente all'asse lungo del corpo accelerazioni trasversali e sono relativamente rari nella maggior parte delle situazioni di aviazione, ad eccezione dei decolli assistiti da catapulta e jet o razzo da portaerei e durante il lancio di sistemi a razzo come lo space shuttle. Le accelerazioni incontrate in tali operazioni militari sono relativamente piccole e di solito non influenzano il corpo in modo importante perché le forze inerziali agiscono ad angolo retto rispetto all'asse lungo del corpo. In generale, gli effetti sono meno pronunciati che in G_z accelerazioni. Accelerazione laterale in ±G_y gli assi sono rari, tranne che con velivoli sperimentali.

Accelerazione transitoria

Le risposte fisiologiche degli individui ad accelerazioni transitorie di breve durata sono una considerazione importante nella scienza della prevenzione degli incidenti aerei e della protezione dell'equipaggio e dei passeggeri. Le accelerazioni transitorie sono di durata così breve (notevolmente inferiore a 1 secondo) che il corpo non è in grado di raggiungere uno stato stazionario. La causa più comune di lesioni negli incidenti aerei deriva dalla brusca decelerazione che si verifica quando un aereo impatta il suolo o l'acqua (Anton 1988).

Quando un aereo colpisce il suolo, un'enorme quantità di energia cinetica applica forze dannose all'aereo e ai suoi occupanti. Il corpo umano risponde a queste forze applicate mediante una combinazione di accelerazione e tensione. Gli infortuni derivano da deformazioni di tessuti e organi e traumi a parti anatomiche causati da collisioni con componenti strutturali della cabina di pilotaggio e/o della cabina dell'aeromobile.

La tolleranza umana alla brusca decelerazione è variabile. La natura delle lesioni dipenderà dalla natura della forza applicata (se si tratta principalmente di un impatto penetrante o contundente). All'impatto, le forze che si generano dipendono dalle decelerazioni longitudinali e orizzontali generalmente applicate a un occupante. Le forze di decelerazione brusca sono spesso classificate in tollerabili, dannose e fatali. Tollerabile le forze producono lesioni traumatiche come abrasioni e contusioni; dannoso le forze producono traumi da moderati a gravi che potrebbero non essere invalidanti. Si stima che un impulso di accelerazione di circa 25 G mantenuto per 0.1 secondi è il limite di tollerabilità lungo il +G_z asse, e quello di circa 15 G per 0.1 sec è il limite per il –G_z asse (Anton 1988).

Molteplici fattori influenzano la tolleranza umana all'accelerazione di breve durata. Questi fattori includono l'entità e la durata della forza applicata, la velocità di insorgenza della forza applicata, la sua direzione e il sito di applicazione. Va notato che le persone possono sopportare forze molto maggiori perpendicolari all'asse longitudinale del corpo.

Contromisure protettive

Lo screening fisico dei membri dell'equipaggio per identificare gravi malattie preesistenti che potrebbero esporli a un rischio maggiore nell'ambiente aerospaziale è una funzione chiave dei programmi aeromedici. Inoltre, sono disponibili contromisure per l'equipaggio di velivoli ad alte prestazioni per proteggersi dagli effetti negativi di accelerazioni estreme durante il volo. I membri dell'equipaggio devono essere addestrati a riconoscere che molteplici fattori fisiologici possono ridurre la loro tolleranza a G fatica. Questi fattori di rischio includono affaticamento, disidratazione, stress da calore, ipoglicemia e ipossia (Glaister 1988b).

Tre tipi di manovre che i membri dell'equipaggio di velivoli ad alte prestazioni impiegano per ridurre al minimo gli effetti negativi dell'accelerazione sostenuta durante il volo sono la tensione muscolare, l'espirazione forzata contro una glottide chiusa o parzialmente chiusa (parte posteriore della lingua) e la respirazione a pressione positiva (Glaister 1988b; De Hart 1992). Le contrazioni muscolari forzate esercitano una maggiore pressione sui vasi sanguigni per diminuire il pool venoso e aumentare il ritorno venoso e la gittata cardiaca, con conseguente aumento del flusso sanguigno al cuore e alla parte superiore del corpo. Sebbene efficace, la procedura richiede uno sforzo estremo e attivo e può provocare rapidamente affaticamento. Espirazione contro una glottide chiusa, denominata Manovra Valsalva (o Procedura M-1) può aumentare la pressione nella parte superiore del corpo e aumentare la pressione intratoracica (all'interno del torace); tuttavia, il risultato è di breve durata e può essere dannoso se prolungato, perché riduce il ritorno venoso e la gittata cardiaca. Espirare forzatamente contro una glottide parzialmente chiusa è un più efficace anti-G manovra forzata. La respirazione a pressione positiva rappresenta un altro metodo per aumentare la pressione intratoracica. Le pressioni positive vengono trasmesse al sistema delle piccole arterie, con conseguente aumento del flusso sanguigno agli occhi e al cervello. La respirazione a pressione positiva deve essere combinata con l'uso diG tute per prevenire un eccessivo ristagno nella parte inferiore del corpo e negli arti.

L'equipaggio militare pratica una varietà di metodi di addestramento per migliorare G tolleranza. Gli equipaggi si allenano spesso in una centrifuga costituita da una gondola attaccata a un braccio rotante che gira e genera +G_z accelerazione. L'equipaggio acquisisce familiarità con lo spettro dei sintomi fisiologici che possono svilupparsi e apprende le procedure adeguate per controllarli. Anche l'allenamento fisico, in particolare l'allenamento per la forza di tutto il corpo, si è rivelato efficace. Uno dei dispositivi meccanici più comuni utilizzati come dispositivi di protezione per ridurre gli effetti di +G l'esposizione è costituito da anti-G tute (Glaister 1988b). Il tipico indumento simile a un pantalone è costituito da vesciche su addome, cosce e polpacci che si gonfiano automaticamente per mezzo di un sistema anti-G valvola nell'aereo. L'anti-G la valvola si gonfia in reazione a un'accelerazione applicata al velivolo. Al momento dell'inflazione, l'anti-G tuta produce un aumento delle pressioni tissutali degli arti inferiori. Ciò mantiene la resistenza vascolare periferica, riduce il ristagno di sangue nell'addome e negli arti inferiori e minimizza lo spostamento verso il basso del diaframma per prevenire l'aumento della distanza verticale tra il cuore e il cervello che può essere causato dall'accelerazione positiva (Glaister 1988b).

La sopravvivenza alle accelerazioni transitorie associate agli incidenti aerei dipende da sistemi di ritenuta efficaci e dal mantenimento dell'integrità della cabina di pilotaggio/cabina per ridurre al minimo l'intrusione di componenti dell'aeromobile danneggiati nello spazio abitativo (Anton 1988). La funzione delle cinture addominali, delle imbracature e di altri tipi di sistemi di ritenuta è quella di limitare il movimento dell'equipaggio o dei passeggeri e di attenuare gli effetti della decelerazione improvvisa durante l'impatto. L'efficacia del sistema di ritenuta dipende dalla sua capacità di trasmettere i carichi tra il corpo e il sedile o la struttura del veicolo. I sedili ad attenuazione energetica e i sedili rivolti all'indietro sono altre caratteristiche nella progettazione degli aeromobili che limitano le lesioni. Altre tecnologie di protezione dagli incidenti includono la progettazione di componenti della cellula per assorbire energia e miglioramenti nelle strutture dei sedili per ridurre i guasti meccanici (DeHart 1992; DeHart e Beers 1985).

microgravità

Dagli anni '1960, astronauti e cosmonauti hanno effettuato numerose missioni nello spazio, inclusi 6 atterraggi lunari da parte di americani. La durata della missione va da diversi giorni a diversi mesi, con alcuni cosmonauti russi che registrano voli di circa 1 anno. In seguito a questi voli spaziali, medici e scienziati hanno scritto un'ampia letteratura che descrive le aberrazioni fisiologiche durante e dopo il volo. Per la maggior parte, queste aberrazioni sono state attribuite all'esposizione all'assenza di gravità o alla microgravità. Sebbene questi cambiamenti siano transitori, con un recupero totale da alcuni giorni a diversi mesi dopo il ritorno sulla Terra, nessuno può dire con assoluta certezza se gli astronauti sarebbero così fortunati dopo missioni della durata di 2 o 3 anni, come previsto per un viaggio di andata e ritorno su Marte. Le principali aberrazioni fisiologiche (e contromisure) possono essere classificate come cardiovascolari, muscoloscheletriche, neurovestibolari, ematologiche ed endocrinologiche (Nicogossian, Huntoon e Pool 1994).

Rischi cardiovascolari

Finora non si sono verificati gravi problemi cardiaci nello spazio, come infarti o insufficienza cardiaca, sebbene diversi astronauti abbiano sviluppato ritmi cardiaci anomali di natura transitoria, in particolare durante l'attività extraveicolare (EVA). In un caso, un cosmonauta russo è dovuto tornare sulla Terra prima del previsto, come misura precauzionale.

D'altra parte, la microgravità sembra indurre una labilità della pressione sanguigna e del polso. Sebbene ciò non causi danni alla salute o alle prestazioni dell'equipaggio durante il volo, circa la metà degli astronauti immediatamente dopo il volo diventa estremamente vertiginosa e vertiginosa, con alcuni che soffrono di svenimento (sincope) o quasi svenimento (pre-sincope). Si pensa che la causa di questa intolleranza alla verticalità sia un abbassamento della pressione sanguigna al rientro nel campo gravitazionale terrestre, unito alla disfunzione dei meccanismi compensatori del corpo. Quindi, una bassa pressione sanguigna e un polso decrescente non contrastati dalla normale risposta del corpo a tali aberrazioni fisiologiche provocano questi sintomi.

Sebbene questi episodi presincopali e sincopali siano transitori e senza sequele, permangono grandi preoccupazioni per diversi motivi. In primo luogo, nel caso in cui un veicolo spaziale di ritorno dovesse avere un'emergenza, come un incendio, all'atterraggio, sarebbe estremamente difficile per gli astronauti fuggire rapidamente. In secondo luogo, gli astronauti che atterrano sulla luna dopo periodi di tempo nello spazio sarebbero inclini in una certa misura a pre-svenimenti e svenimenti, anche se il campo gravitazionale della luna è un sesto di quello della Terra. E infine, questi sintomi cardiovascolari potrebbero essere molto peggiori o addirittura letali dopo missioni molto lunghe.

È per questi motivi che c'è stata una ricerca aggressiva di contromisure per prevenire o almeno migliorare gli effetti della microgravità sul sistema cardiovascolare. Sebbene ci siano una serie di contromisure allo studio che mostrano qualche promessa, nessuna finora si è dimostrata veramente efficace. La ricerca si è concentrata sull'esercizio in volo utilizzando un tapis roulant, un cicloergometro e un vogatore. Inoltre, sono in corso studi anche con la pressione negativa della parte inferiore del corpo (LBNP). Ci sono alcune prove che l'abbassamento della pressione intorno alla parte inferiore del corpo (utilizzando attrezzature speciali compatte) migliorerà la capacità del corpo di compensare (cioè, aumentare la pressione sanguigna e le pulsazioni quando scendono troppo). La contromisura LBNP potrebbe essere ancora più efficace se l'astronauta beve contemporaneamente quantità moderate di acqua salata appositamente costituita.

Se si vuole risolvere il problema cardiovascolare, non solo occorre lavorare di più su queste contromisure, ma occorre trovarne anche di nuove.

Rischi muscoloscheletrici

Tutti gli astronauti di ritorno dallo spazio hanno un certo grado di deperimento muscolare o atrofia, indipendentemente dalla durata della missione. I muscoli particolarmente a rischio sono quelli delle braccia e delle gambe, con conseguente riduzione delle dimensioni oltre che della forza, della resistenza e della capacità lavorativa. Sebbene il meccanismo di questi cambiamenti muscolari sia ancora mal definito, una spiegazione parziale è il prolungato disuso; il lavoro, l'attività e il movimento in condizioni di microgravità sono quasi senza sforzo, poiché nulla ha peso. Questo può essere un vantaggio per gli astronauti che lavorano nello spazio, ma è chiaramente uno svantaggio quando si ritorna in un campo gravitazionale, sia esso quello della Luna o della Terra. Una condizione indebolita non solo potrebbe ostacolare le attività post-volo (incluso il lavoro sulla superficie lunare), ma potrebbe anche compromettere una rapida fuga di emergenza a terra, se richiesta all'atterraggio. Un altro fattore è la possibile necessità durante l'EVA di effettuare riparazioni di veicoli spaziali, che possono essere molto faticose. Le contromisure allo studio includono esercizi in volo, stimolazione elettrica e farmaci anabolizzanti (testosterone o steroidi simili al testosterone). Sfortunatamente, queste modalità nella migliore delle ipotesi ritardano solo la disfunzione muscolare.

Oltre all'atrofia muscolare, c'è anche una lenta ma inesorabile perdita di tessuto osseo nello spazio (circa 300 mg al giorno, ovvero lo 0.5% del calcio osseo totale al mese) sperimentata da tutti gli astronauti. Ciò è stato documentato dai raggi X post-volo delle ossa, in particolare di quelle che sopportano il peso (cioè lo scheletro assiale). Ciò è dovuto a una lenta ma incessante perdita di calcio nelle urine e nelle feci. Di grande preoccupazione è la continua perdita di calcio, indipendentemente dalla durata del volo. Di conseguenza, questa perdita di calcio e l'erosione ossea potrebbero essere un fattore limitante del volo, a meno che non si trovi una contromisura efficace. Sebbene il meccanismo preciso di questa aberrazione fisiologica molto significativa non sia completamente compreso, è senza dubbio dovuto in parte all'assenza di forze gravitazionali sull'osso, nonché al disuso, simile all'atrofia muscolare. Se la perdita ossea dovesse continuare indefinitamente, in particolare durante lunghe missioni, le ossa diventerebbero così fragili che alla fine ci sarebbe il rischio di fratture anche con bassi livelli di stress. Inoltre, con un flusso costante di calcio nelle urine attraverso i reni, esiste la possibilità di formazione di calcoli renali, con accompagnamento di forte dolore, sanguinamento e infezione. Chiaramente, ognuna di queste complicazioni sarebbe una questione molto seria se si verificasse nello spazio.

Sfortunatamente, non esistono contromisure note che prevengano efficacemente la perdita di calcio durante il volo spaziale. Sono in fase di sperimentazione diverse modalità, tra cui l'esercizio (tapis roulant, cicloergometro e vogatore), in base alla teoria che tali sollecitazioni fisiche volontarie normalizzerebbero il metabolismo osseo, prevenendo o almeno migliorando la perdita ossea. Altre contromisure in fase di studio sono integratori di calcio, vitamine e vari farmaci (come i difosfonati, una classe di farmaci che ha dimostrato di prevenire la perdita ossea nei pazienti con osteoporosi). Se nessuna di queste contromisure più semplici si rivela efficace, è possibile che la soluzione risieda nella gravità artificiale che potrebbe essere prodotta dalla rotazione continua o intermittente del veicolo spaziale. Sebbene tale movimento possa generare forze gravitazionali simili a quelle della terra, rappresenterebbe un "incubo" ingegneristico, oltre a costi aggiuntivi importanti.

Rischi neurovestibolari

Più della metà degli astronauti e dei cosmonauti soffre di cinetosi spaziale (SMS). Sebbene i sintomi varino in qualche modo da individuo a individuo, la maggior parte soffre di consapevolezza dello stomaco, nausea, vomito, mal di testa e sonnolenza. Spesso c'è un'esacerbazione dei sintomi con un rapido movimento della testa. Se un astronauta sviluppa SMS, di solito si verifica da pochi minuti a poche ore dopo il lancio, con remissione completa entro 72 ore. È interessante notare che i sintomi a volte si ripresentano dopo il ritorno sulla terra.

Gli SMS, in particolare il vomito, non solo possono essere sconcertanti per i membri dell'equipaggio, ma possono anche causare un calo delle prestazioni in un astronauta malato. Inoltre, non si può ignorare il rischio di vomito mentre si indossa una tuta pressurizzata durante l'EVA, poiché il vomito potrebbe causare il malfunzionamento del sistema di supporto vitale. È per questi motivi che nessuna attività EVA è mai programmata durante i primi 3 giorni di una missione spaziale. Se un EVA si rendesse necessario, ad esempio, per effettuare riparazioni di emergenza sul veicolo spaziale, l'equipaggio dovrebbe assumersi tale rischio.

Gran parte della ricerca neurovestibolare è stata diretta alla ricerca di un modo per prevenire e curare la SMS. Varie modalità, comprese pillole e cerotti anti-cinetosi, nonché l'utilizzo di trainer per l'adattamento pre-volo come sedie rotanti per abituare gli astronauti, sono state tentate con un successo molto limitato. Tuttavia, negli ultimi anni si è scoperto che l'antistaminico phenergan, somministrato per iniezione, è un trattamento estremamente efficace. Pertanto, viene trasportato a bordo di tutti i voli e consegnato come richiesto. La sua efficacia come prevenzione deve ancora essere dimostrata.

Altri sintomi neurovestibolari riportati dagli astronauti includono vertigini, vertigini, disequilibrio e illusioni di auto-movimento e movimento dell'ambiente circostante, che a volte rendono difficile camminare per un breve periodo dopo il volo. I meccanismi di questi fenomeni sono molto complessi e non sono completamente compresi. Potrebbero essere problematici, in particolare dopo un allunaggio dopo diversi giorni o settimane nello spazio. Al momento non sono note contromisure efficaci.

I fenomeni neurovestibolari sono molto probabilmente causati da una disfunzione dell'orecchio interno (i canali semicircolari e otricolo-sacculo), a causa della microgravità. O segnali errati vengono inviati al sistema nervoso centrale oppure i segnali vengono male interpretati. In ogni caso, i risultati sono i suddetti sintomi. Una volta compreso meglio il meccanismo, è possibile identificare contromisure efficaci.

Rischi ematologici

La microgravità ha un effetto sui globuli rossi e bianchi del corpo. I primi fungono da convogliatore di ossigeno ai tessuti e il secondo da sistema immunologico per proteggere il corpo dagli organismi invasori. Pertanto, qualsiasi disfunzione potrebbe causare effetti deleteri. Per ragioni non comprese, gli astronauti perdono circa dal 7 al 17% della loro massa di globuli rossi all'inizio del volo. Questa perdita sembra stabilizzarsi entro pochi mesi, tornando alla normalità da 4 a 8 settimane dopo il volo.

Finora, questo fenomeno non è stato clinicamente significativo, ma piuttosto una curiosa scoperta di laboratorio. Tuttavia, esiste un chiaro potenziale per questa perdita di massa di globuli rossi per essere un'aberrazione molto grave. Preoccupante è la possibilità che con missioni molto lunghe previste per il ventunesimo secolo, i globuli rossi possano essere persi a un ritmo accelerato e in quantità molto maggiori. Se ciò dovesse accadere, l'anemia potrebbe svilupparsi al punto che un astronauta potrebbe ammalarsi gravemente. Si spera che ciò non accada e che la perdita di globuli rossi rimanga molto ridotta, indipendentemente dalla durata della missione.

Inoltre, diversi componenti del sistema dei globuli bianchi sono influenzati dalla microgravità. Ad esempio, c'è un aumento complessivo dei globuli bianchi, principalmente dei neutrofili, ma una diminuzione dei linfociti. Ci sono anche prove che alcuni globuli bianchi non funzionano normalmente.

A partire da ora, nonostante questi cambiamenti, nessuna malattia è stata attribuita a questi cambiamenti dei globuli bianchi. Non è noto se una lunga missione causerà o meno un'ulteriore diminuzione del numero e ulteriori disfunzioni. Se ciò dovesse accadere, il sistema immunitario del corpo verrebbe compromesso, rendendo gli astronauti molto suscettibili alle malattie infettive e possibilmente resi incapaci anche da malattie minori che altrimenti sarebbero facilmente respinte da un sistema immunologico normalmente funzionante.

Come per le alterazioni dei globuli rossi, le alterazioni dei globuli bianchi, almeno in missioni di circa un anno, non hanno rilevanza clinica. A causa del potenziale rischio di malattie gravi durante o dopo il volo, è fondamentale che la ricerca continui sugli effetti della microgravità sul sistema ematologico.

Rischi endocrinologici

Durante il volo spaziale, è stato notato che ci sono una serie di cambiamenti fluidi e minerali all'interno del corpo dovuti in parte a cambiamenti nel sistema endocrino. In generale, c'è una perdita di liquidi corporei totali, così come calcio, potassio e calcio. Un meccanismo preciso per questi fenomeni è sfuggito alla definizione, sebbene i cambiamenti nei vari livelli ormonali offrano una spiegazione parziale. Per confondere ulteriormente le cose, i risultati di laboratorio sono spesso incoerenti tra gli astronauti che sono stati studiati, rendendo impossibile discernere un'ipotesi unitaria sulla causa di queste aberrazioni fisiologiche. Nonostante questa confusione, questi cambiamenti non hanno causato danni noti alla salute degli astronauti e nessun calo delle prestazioni in volo. Non è noto quale sia il significato di questi cambiamenti endocrini per voli molto lunghi, così come la possibilità che possano essere forieri di sequele molto gravi.

Ringraziamenti: Gli autori vorrebbero riconoscere il lavoro dell'Aerospace Medical Association in questo settore.

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