L’ESA dà spazio alla nostra salute

L’esplorazione spaziale, come è noto, ha portato innovazioni tecnologiche un po’ in tutti i settori, fra cui, in modo marcato, nel campo della salute. Oltre ai vari gadget come le cuffie wireless e le lenti antigraffio, l’esplorazione spaziale funge da catalizzatore per tutte quelle discipline che hanno come obiettivo la comprensione del funzionamento del corpo umano e l’avanzamento dei risultati scientifici a beneficio dell’essere umano.

Anche l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) è da sempre attiva in questo campo di ricerca; ecco 5 esempi che spiegano come.

La gravità influenza tutto quello che facciamo e tutto quello che succede attorno a noi e all’interno di noi. Sulla superficie terrestre, tutto è soggetto a una accelerazione gravitazionale media di 9,81 m/s², o più comunemente, 1 g. Questa accelerazione oltre a mantenerci attaccati al suolo, influenza tutte le reazioni e i fenomeni che ci circondano, dalla caduta dei gravi come per esempio una mela, alla crescita delle cellule.

Le condizioni di microgravità permettono agli scienziati di studiare determinati fenomeni liberi dall’influenza della gravità e di indagare a fondo i meccanismi fondamentali in gioco. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) fornisce periodi ininterrotti di assenza di peso, offrendo così l’opportunità per gli scienziati di condurre ricerche, con l’aiuto degli astronauti a bordo, che altrimenti sarebbero impossibili da eseguire sulla Terra.

Invecchiare nello spazio

Gli effetti sul corpo umano delle prolungate esposizioni alla microgravità, sono simili a quelli dell’invecchiamento, soltanto molto più veloci: dopo sei mesi nello spazio, gli astronauti subiscono mediamente una perdita della densità ossea dell’1% circa al mese, oltre a un’atrofizzazione muscolare che comporta una perdita fino a un quinto della massa dei muscoli e a una conseguente perdita di due quinti della forza muscolare. Per contrastare questa perdita, gli astronauti devono svolgere esercizio fisico per due ore al giorno sulla Stazione Spaziale. Questi effetti dannosi si invertono dopo che gli astronauti hanno trascorso un po’ di tempo sulla Terra, al termine della loro missione spaziale.

Sono stati inviati sulla Stazione nel corso degli anni, diversi tipi di esperimenti scientifici che hanno incluso la ricerca Molecular Muscle Experiment and Myotones, per svolgere indagini sugli effetti della microgravità sul sistema muscoloscheletrico. L’esperimento InVitroBone, inviato sulla Stazione nel 2018, ha monitorato la degradazione delle cellule ossee in presenza e in assenza della proteina irisina, che è un ormone esistente a livelli elevati nei soggetti che svolgono regolare attività fisica e che seguono una dieta corretta. Secondo alcuni studi, questa molecola pare essere in grado di replicare i benefici della regolare attività fisica. I ricercatori di InVitroBone hanno notato che la presenza di irisina contrasta gli effetti della microgravità, e ciò potrebbe portare allo sviluppo di una terapia basata sull’irisina, a beneficio della parte anziana della popolazione.

Monitorare da vicino il tuo cuore

Una tecnologia sviluppata per monitorare a distanza le funzioni meccaniche del cuore degli astronauti mentre sono in condizioni di microgravità, permetterà presto alle persone sulla Terra di mantenere traccia della salute del proprio cuore dall’ambiente confortevole delle proprie case.

HeartKinetics, un business supportato dall’ESA Innovation Centre in Belgio, ha sviluppato un modo non invasivo per mantenere traccia della funzione cardiaca tramite l’accelerometro e il giroscopio di un comune smartphone per registrare l’attività meccanica e il ritmo del cuore, inviando una valutazione cardiaca in modalità remota, nel giro di pochi minuti. Questa tecnologia sarà di aiuto per le 49 milioni di persone che vivono nell’Unione Europea con una malattia cardiovascolare e che potrebbero non essere in grado di vedere un medico, oppure che necessitano di essere seguite dopo essere state dimesse dall’ospedale.

Coltivare vasi sanguigni nello spazio

Le cellule endoteliali sono quelle cellule che rivestono la parete interna dei nostri vasi sanguigni; tramite la loro coltivazione nello spazio, i ricercatori possono ottenere informazioni su come esse funzionano e crescono senza l’influenza della gravità. Nel corso dell’esperimento Spheroids svoltosi sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2016, delle colture cellulari coltivate in microgravità hanno formato delle strutture tubolari e globulari tridimensionali senza la necessità di un supporto esterno, cosa impossibile da ottenere sulla Terra.

I risultati di questo esperimento stanno aprendo alla possibilità di poter coltivare dei vasi sanguigni artificiali e di poter ampliare le conoscenze medico-scientifiche ai fini della prevenzione e del trattamento delle malattie del sangue e dell’apparato circolatorio, come l’ipertensione e la trombosi.

Monitoraggio degli occhi dallo spazio e chirurgia laser

Un dispositivo per il monitoraggio degli occhi sviluppato per lo spazio, è attualmente impiegato nella chirurgia laser. Sulla Terra, i nostri occhi possono rimanere fermi anche se scuotiamo la testa; questo grazie all’orecchio interno che usa la gravita come riferimento. I ricercatori avevano bisogno di studiare come gli astronauti affrontavano questa situazione nello spazio, quindi senza il punto di riferimento della gravità e pertanto avevano bisogno di un metodo affidabile per monitorare i loro occhi senza interferire con il loro lavoro.

Dopo essere stato testato per diversi anni sull’ISS, un particolare elmetto per il monitoraggio degli occhi ha trovato un’applicazione anche sulla Terra nella chirurgia laser dell’occhio, dove è necessario seguire l’occhio del paziente in maniera da guidare con precisione il bisturi laser.

Il letargo per i viaggi spaziali e la chirurgia

Il letargo umano potrebbe essere la via migliore per mantenere l’equipaggio in salute nelle missioni verso Marte, inoltre ha delle potenziali applicazioni mediche, specialmente nel campo della chirurgia. Entrando nello stato detto di “torpore”, gli astronauti potrebbero ridurre significativamente il loro tasso metabolico e il consumo di energia e con ciò avrebbero bisogno di portare con sé meno cibo e meno acqua da consumare durante il viaggio.

Una ricerca svolta dai team scientifici dell’ESA, ha anche evidenziato il fatto che il letargo potrebbe mitigare i dannosi effetti delle radiazioni cosmiche durante i viaggi spaziali prolungati. Infatti gli scienziati del programma scientifico di ricerca ed esplorazione dell’ESA SciSpacE unitamente a quelli dell’Advanced Concepts Team dell’agenzia, stanno studiando da tempo il torpore indotto negli animali non letargici sottoposti a radiazione fotonica, e hanno scoperto che il fegato e i testicoli dei ratti sono protetti dai danni delle radiazioni. Sulla Terra il torpore indotto ha una varietà di applicazioni mediche, specialmente nella chirurgia: come sostituto dell’anestesia per le persone allergiche agli anestetici, o per migliorare i tassi di sopravvivenza in scenari critici come gli attacchi cardiaci e le lesioni legate ad atti di violenza.

Questi sono solo alcuni esempi delle tantissime applicazioni mediche che la ricerca scientifica dell’ESA in ambito astronautico ha prodotto nel tempo, soprattutto grazie al contributo dei lavori svolti sulla Stazione Spaziale Internazionale. Tuttavia, se si prendono in considerazione anche le ricerche scientifiche e tecnologiche nei vari campi come la scienza dei materiali, le telecomunicazioni, la meteorologia, la pesca, l’agricoltura, l’ecologia, la glaciologia, la geologia, la sicurezza civile, i trasporti, ecc., diviene subito evidente come da quando è iniziata l’esplorazione dello spazio, gli abitanti del pianeta Terra abbiano incominciato a goderne i benefici, anche nella vita di tutti i giorni.

Fonte: ESA