Cosmos

La increíble historia del cuerpo humano fuera de nuestro planeta

Octavio Plaisant Zendejas 09 / Apr / 19
De manera paralelo al desarrollo tecnológico, la medicina espacial ha sido la disciplina que ha ayudado a que los seres humanos nos adaptemos a la vida fuera de la Tierra. Una aventura en la que han participado médicos mexicanos

El hombre ha sido nómada, viajero e inquieto explorador por naturaleza. Nuestros abuelos, los humanos modernos iniciaron su migración fuera de África hace 60 mil años y continuaron su periplo hacia otros continentes.

“Ningún otro mamífero se desplaza como nosotros —señala Stavante Pääbo, investigador del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzing, Alemania—. Cruzamos fronteras. Incursionamos en nuevos territorios, aun cuando tengamos recursos donde estamos. Otros animales no lo hacen. Otros humanos tampoco. Los neandertales existieron unos cientos de miles de años, pero nunca se diseminaron por el mundo” (1).

En esa pasión por migrar y explorar desde hace milenios donde

el mundo entero era nuestro reino inmenso, mapa sin fronteras, y nuestras piernas eran el único pasaporte exigido“(2).

Enfrentamos climas extremos, cruzamos ríos caudalosos, escalamos cumbres escarpadas, padecimos enfermedades y la amenaza de depredadores: ser boca o ser bocado, cazador o cazado esa era la cuestión.

Con el desarrollo de mejores herramientas y el avance en las tecnologías de transporte a la humanidad le fue posible realizar viajes más osados y de mayor complejidad por tierra, mar y aire en la búsqueda y a la conquista de nuevos mundos.

El sueño de ícaro

Un sueño largamente acariciado por el hombre fue emular a las aves y surcar los cielos. En la antigua Grecia se describe la historia de Dédalo y su hijo Ícaro, que en su afán de huir del rey Minos construyeron un par de alas. En el Renacimiento Leonardo da Vinci ideó, diseñó y construyó increíbles máquinas voladoras.

En la Francia del rey Luis XVI, los hermanos Michel Joseph y Etienne Jacques de Montgolfier realizaron experimentos con un globo para investigar si el hombre era capaz de soportar la ascensión a las capas más altas de la atmósfera. Siguiendo ese propósito colocaron a un borrego, un gallo y a un pato en la canastilla de un globo y realizaron con éxito el primer experimento. Los animales se convirtieron en los primeros “aeronautas” de la historia.

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Desde la antigüedad la humanidad ha buscado formas de volar y superar los cielos | Foto: Especial
 

En 1783, Jean Francois Pilatre de Rozier, y Francois L. D´Arlandes realizaron por separado en 1783 viajes en globo que concluyeron con éxito. Pilatre de Rozoier fue el primer humano en elevarse por los aires en la canasta de un globo.

La pasión por los viajes en globo estuvo ligada a la inquietud por entender que alteraciones fisiológicas se producían en los humanos a gran altura. En 1862 el meteorólogo británico James Glaisher, que había efectuado una serie de vuelos en globo con el aeronauta Henry Coxwell, redactó el primer informe sobre los síntomas del mal de altura; en relación con un vuelo en que alcanzaron la friolera de 7 mil metros de altura. Glaisher informó que había creído asfixiarse y no poder realizar ningún experimento y que llegaría la muerte si no descendían rápidamente; habían experimentado un desmayo, sin consecuencias posteriores.

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Cruzar las capas más altas de la atmósfera genera  | Foto: Especial

Los efectos del vuelo

La humanidad no cesó en romper los límites en la exploración de lo desconocido: el espacio. El escritor Julio Verne en su novela De la Tierra a la Luna, describe por primera vez con una precisión casi científica las dificultades que hay que resolver para lograr enviar un proyectil a la Luna a través de un enorme cañón.

En las décadas de los 30 y 40 del siglo XX se efectuaron experimentos sobre la naturaleza de los parámetros físicos en la atmósfera alta terrestre, a los que se complementaron con experimentos en el campo de las ciencias biológicas.

En aquél entonces, la duda se refirió a qué sucedería y cuáles serían los efectos en el organismo humano fuera de la atmósfera terrestre. Sin embargo, todavía fue prematuro y hasta peligroso la experimentación en humanos. El primer paso para lograrlo fueron las pruebas en otros seres vivos, tripulantes cautivos de inseguras y poderosas máquinas voladoras creadas en la Segunda Guerra Mundial: los cohetes V1 y V2 alemanes.

Los primeros viajeros al espacio fueron las moscas de la fruta en las que se estudiaron los efectos de la radiación a elevada altitud, le siguieron bacterias, amebas, hongos, plantas, escarabajos, cucarachas, arañas, escorpiones, hormigas, ranas, peces, tortugas, conejos, ratones, ratas, cobayos, gatos, perros y monos de diferentes especies…  La exploración espacial y los vuelos tripulados no se hubieran logrado sin el sacrificio de esos héroes desconocidos de los viajes sin retorno.

Más allá de nuestro planeta

Los proyectos científicos de experimentación en seres vivos, paulatinamente, consolidaron la idea de estar en posibilidades de enviar con éxito humanos al espacio. Finalmente el objetivo se cristalizó en la figura del piloto ruso Yuri Gagarin, quien en abril de 1961 se convirtió en el primer ser humano en viajar al espacio exterior, y el primero en realizar un vuelo orbital alrededor de la Tierra durante una hora y 48 minutos a bordo de la nave Vostok. Gagarin describió su vivencia en el espacio, al señalar que los primeros momentos fueron incomodos, que la sensación de ingravidez fue algo completamente novedoso y sintió como si estuviera colgado de cuerdas en una posición horizontal.

En mayo de 1961, Alan B. Shepard despegó de Cabo Cañaveral en un cohete Mercury Redstone 3, convirtiéndose en el primer astronauta de la NASA en volar al espacio. En 1963 la ingeniera rusa Valentina Tereshkova —“La Gaviota”— fue la primera mujer en viajar al espacio exterior.

Estas hazañas fueron coronadas hace 50 años con la Misión Apolo 11, cuando millones de personas vieron por televisión en julio de 1969 como los astronautas Neil Armstrong y Buzz Aldrin se convirtieron en los primeros humanos en llegar y caminar sobre la superficie lunar. Lo que demostró que el hombre podía salir de su hogar como sus ancestros hace 60 mil años y, quizá, lo más importante: podía sobrevivir fuera de la Tierra en el espacio exterior.
 
El padre de la medicina espacial

El éxito de la humanidad de salir al espacio estuvo sustentado en los estudios médicos realizados en humanos inicialmente en los vuelos aeronáuticos. En 1947 el doctor Hubertus Strughold, eminente fisiólogo y médico alemán que, junto con el ingeniero y físico Wernher von Braun —emigraron a los Estados Unidos—, fueron incluidos a los programas espaciales norteamericanos.

Hubertus Strughold con Richard Lindenberg, médico y patólogo estadounidense, fueron asignados a la recién inaugurada Escuela de Medicina Aeroespacial de la Fuerza Aérea, en San Antonio, Texas, donde iniciaron las primeras investigaciones sobre los retos médicos que implicaban los viajes espaciales. En 1948 acuñaron el nombre de “Medicina Espacial” para identificar a estas investigaciones. Un año después Strughold recibió el nombramiento de Profesor de Medicina del Espacio. Su interés por las investigaciones sobre el control de la atmósfera, el efecto físico de la gravedad cero y la disrupción de los ciclos normales humanos provocados por los vuelos espaciales le valieron ser considerado el “Padre de la Medicina Espacial”.

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Huberts Stughold fue parte de los médicos que hicieron adelantos para sustentar la posibilidad de los viajes espaciales | Foto: Especial

En los primeros años de la década de los 50, Strughold asesoró la construcción del primer simulador de una cabina de vuelo en la que se estudiaron los potenciales efectos físicos y fisiológicos de los vuelos fuera de la atmósfera. En 1962, fue nombrado director de la recién creada División Médica Aeroespacial de la NASA, en donde colaboró directamente en el diseño de los trajes presurizados de los astronautas, así como de los sistemas de soporte de vida usados por los astronautas de las misiones Gemini y Apolo. Dirigió el entrenamiento especializado de los cirujanos y equipo médico de los cirujanos del programa Apolo en preparación para la misión de la llegada a la Luna. (4).
 
¿Qué sucede en el espacio?

La llegada del hombre a la Luna abrió un nuevo capítulo en la exploración en el espacio ultraterrestre, se enviaron misiones de hombres y mujeres sin embargo, la travesía estuvo asociada a las condiciones extremas en el espacio exterior como las bajas temperaturas, presencia de micrometeoros, condiciones de vacío, radiación cósmica y electromagnética y la ausencia de gravedad o microgravedad.

Cabe preguntarse: ¿cómo estos factores afectan en la anatomía, fisiología humana? ¿Cuál es el impacto en la salud en estancias prolongadas en el espacio? ¿Qué cambios sufre el organismo ante la ausencia de atmósfera, los ciclos días y noche, la radiación, la temperatura, luminosidad y campos magnéticos? ¿Con qué facilidad se readaptan los astronautas a su regreso a la Tierra? ¿Existen efectos secundarios? Son algunas de las interrogantes y campos de estudio de la Medicina Espacial, especialidad y rama de la medicina astronáutica o medicina aeroespacial a raíz de los primeros intentos de realizar un vuelo con éxito en el espacio exterior con tripulantes a bordo.

Entre los objetivos principales de la medicina espacial se incluyen el estudio de la salud de los astronautas, la evaluación de qué tan bien y por cuánto tiempo pueden sobrevivir a las condiciones extremas que representa el espacio exterior.

Según estudios en medicina espacial el factor que afecta en mayor medida al cuerpo humano en el espacio es la condición de microgravedad, la cual impone el mayor número de cambios en sistema cardiovascular, óseo, muscular, del equilibrio y de contenido y distribución de los líquidos en el cuerpo. En el espacio la sangre se agolpan en la parte superior del cuerpo —lo opuesto en la Tierra—, el corazón debe trabajar arduamente aumentado el volumen de sangre impulsando en cada latido por lo que la frecuencia cardiaca y la presión sanguínea se incrementa. El esfuerzo extra provoca un aumento en el tamaño del corazón.
 

 
La medicina espacial se encarga de estudiar todos los efectos que sufre el cuerpo humano al estar en un espacio ante la ausencia atmósfera, los ciclos del día y la noche, la radiación, la temperatura, luminosidad y campos magnéticos. Además de los posibles efectos secundarios y el proceso de readaptación de los astronautas
Foto: Especial

Los músculos de astronautas pierden volumen, fuerza y eficiencia motora, particularmente las piernas, espalda y los glúteos. El impacto es más notable durante el primer mes de vuelo. La cara se hincha y la figura de los astronautas cambia: sus piernas se vuelven delgadas que los especialistas denominan “piernas de pollo”, y los tripulantes parecen haber ganado algunos centímetros de estatura debido al alargamiento de la columna vertebral ante la ausencia de gravedad.

Algunos de los efectos pueden ser contrarrestados durante la misión con las siguientes medidas:

1. Ejercicio físico intenso y cotidiano en bicicleta y una caminadora
2. La aplicación de presión negativa en la parte inferior del cuerpo en forma periódica
3. Uso de traje especial “pingüino” durante las horas de actividad
4. Ingesta de abundante agua y sal antes del descenso y una dieta rica en sal y fijadores de calcio.

Pioneros mexicanos

México tiene figuras destacadas en el desarrollado de la investigación en medicina espacial como es el caso del doctor Ramiro Iglesias Leal, miembro y fundador de la Asociación Mexicana de Medicina Aeroespacial y de la Sociedad Mexicana de Astrobiología (SOMA). Iglesias Leal fue el primer cardiólogo en el mundo en recibir e interpretar un electrocardiograma enviado desde órbita lunar del astronauta Bill Anders, tripulante del Apolo VIII, en diciembre de 1968. Es además el único médico mexicano invitado por la NASA al control médico de los vuelos a la Luna del proyecto Apolo.

En la opinión del doctor Iglesias Leal el número de especialistas en Medicina Espacial en México es escaso y es limitada su representación en la Agencia Espacial Mexicana (AEM) y en la Academia Nacional de Medicina. De acuerdo con el especialista se requiere la preparación de nuevas generaciones de médicos en este campo con estudios de posgrado.

Los nombres de algunos de los médicos espaciales mexicanos son: el Dr. Melchor Joaquín Antuñano Bustamante, director de la FAA Civil Aerospace Medica Institute (CAMI) en Oklahoma Estados Unidos, quien es experto el área médica en misiones espaciales comerciales tripuladas; el Dr. Juan Carlos Hernández Marroquín, especialista en telemedicina; el Dr. Adrián Carbajal Ramos, pionero en la telecirugía robótica en México; el Dr. y piloto aviador Carlos Salicrup Díaz León, experto en medicina en vuelo y el Gral. y Dr. Víctor Manuel Rico Jaime, especialista en fisiología humana en el espacio.
 
¿El primer humano extraterrestre?

La mirada de las agencias espaciales y de importantes empresas multinacionales se centran de nuevo en la Luna y en su colonización —construcción de bases de lanzamiento, hoteles— y explotación. La Luna posee riquezas como el titanio en sus suelos, aluminio y Helio-3, uno de los combustibles del futuro (6).

Otros objetivos son la exploración científica de Titán y Europa, ésta última es una de las lunas de Júpiter cuya superficie está compuesta de hielo debajo de la cual puede existir un océano líquido calentado por fuerzas de gravitación. Existe posibilidad que bajo de la densa costra de hielo pudiera existir alguna forma de vida.

Titán es la mayor de las lunas de Saturno y es el único en el Sistema Solar que posee atmósfera, sus características geológicas y patrones climáticos la convierten en un laboratorio y la hacen análoga a la antigua Tierra hace miles de millones de años.

En la década de los años sesenta, el mayor esfuerzo científico fue llevar al hombre a la Luna. En la actualidad el objetivo es llevar con éxito a la primera misión tripulada a Marte. Para Elon Musk, empresario y fundador de las empresas PayPal, Tesla Motors y SpaceX esto será posible en 20 años. Musk ha invertido una considerable porción de su fortuna a su propio programa espacial, en específico en desarrollo de modernos y poderosos sistemas de propulsión cohetes Falcon que serán reutilizables; el diseño de sondas espaciales y en los sistemas de soporte de vida (alimentación y trajes espaciales). Para el empresario todo es parte de un plan de enorme calado: el establecimiento de una colonia humana permanente.

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El siguiente paso en las misiones al espacio es la colonización de la Luna y poder llevar una misión tripulada a Marte | Foto: Especial

Imaginemos como será el nacimiento del primer humano fuera de la Tierra ¿Cómo será el proceso de reproducción, adaptación y evolución del hombre y de otras especies en el espacio profundo?  En este proceso la Medicina Espacial tiene un papel preponderante en nuestro viaje, adaptación en el espacio y más allá.
 
Referencias:

1) Dobbs David. Genes Inquietos. Por qué Exploramos. National Geographic en Español, 2013, pag. 41.
2) Galeano Eduardo. Espejos. Una historia casi universal. Siglo XXI Editores, México, 2008.
3) Neri Vela Rolando. Momentos Estelares en la historia de la medicina espacial. Medicina Espacial, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y la Academia Nacional de Medicina, 2016.
4) Ramírez Jiménez Sandra Ignacia. Astrobiología y medicina espacial. Medicina Espacial, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y la Academia Nacional de Medicina, 2016.
5-6) Iglesias Leal Ramiro. Perfil del Hombre Cósmico. Medicina Espacial, Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) y la Academia Nacional de Medicina, 2016.
 

Autor: Octavio Plaisant Zendejas
Académico, periodista y divulgador científico del Centro de Desarrollo Aeroespacial (CDA) del Instituto Politécnico Nacional (IPN). Fue reportero, editor y jefe de información de Conversus, revista de periodismo y divulgación del IPN.