Dr. José Martín Meza Márquez

Medicina Crítica

Urgencias Médico-Quirúrgicas/Medicina de Reanimación

Sociedad Mexicana de Medicina del Espacio y Microgravedad.

Grupo Mexicano para el Estudio de la Medicina Intensiva.

ADAPTACIONES

FISIOLÓGICAS EN

MICROGRAVEDAD.

El sueño espacial…

• Sueños de la tierra (1895)

• "La Tierra es la cuna de la humanidad, pero no podemos vivir para siempre en una cuna." Konstantín Tsiolkovski

El sueño espacial…

Los humanos estamos fisiológicamente bien adaptado a

la vida en la tierra…

PRINCIPALES CAMBIOS.

• Sistema nervioso central.

• Aparato cardiovascular.

• Aparato respiratorio.

• Aparato musculo-esquelético.

• Sistema inmunológico.

• Sistema endocrino.

• Sistema hematopoyético.

• Homeostasis de líquidos y electrolitos.

Fundamentals of Space Medicine 2011.

PRINCIPALES CAMBIOS.

Clément G, Hamilton D, Davenport L, Comet B. Medical survey of European astronauts during Mir missions. Advances in Space Research 2010; 46: 831–839

Las cambios fisiológicos inician desde el lanzamiento.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

• Aceleraciones durante el lanzamiento y deceleraciones al ingresar a la atmósfera

terrestre.

• Antes… lanzamiento 8G (sentído tórax-espalda) y reentradas 6G.

• Actualmente… lanzamiento 3.5 G, y reentrada 1.2 G (desaceleración cabeza-pies)

• Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

Tolerancia a la aceleración.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

Tolerancia a la aceleración.

Fundamentals of Space Medicine 2011.

SISTEMA NEUROSENSORIAL.

Karmali F, Shelhamer M. Neurovestibular considerations for sub-orbital space flight: A framework for future investigation. Journal of Vestibular Research

2010; 20:31–43

SISTEMA NEUROSENSORIAL.

Karmali F, Shelhamer M. Neurovestibular considerations for sub-orbital space flight: A framework for future investigation. Journal of Vestibular Research

2010; 20:31–43

SISTEMA NEUROSENSORIAL.

Clément G, Frayss MJ, Deguine O.Mental representation of space in vestibular patients with otolithic or rotatory vertigo. NeuroReport 2009; 20: 457–461

SISTEMA NEUROSENSORIAL

• Los otolitos solo proporcionan señales aferentes de movimientos lineales, y no de los verticales.

• Afección de la coordinación entre la postura del cuerpo y el movimiento.

• Irregularidades en los movimientos oculares y en la estabilidad de la mirada fija.

• La redistribución de líquidos modifica la condición de la endolinfa.

Clément G, Frayss MJ, Deguine O.Mental representation of space in vestibular patients with otolithic or rotatory vertigo. NeuroReport 2009; 20: 457–461

SISTEMA NEUROSENSORIAL

Enfermedad por movimiento en el espacio.

• Primeros minutos a 1-2 horas en microgravedad.

• Dura de 1-7 días.

• Se presenta en un 40% a 50% de los tripulantes.

Clément G, Frayss MJ, Deguine O.Mental representation of space in vestibular patients with otolithic or rotatory vertigo. NeuroReport 2009; 20: 457–461

SISTEMA NEUROSENSORIAL

SISTEMA NEUROSENSORIAL

REDISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS.

Antonutto G, Di Prampero PE. Cardiovascular deconditioning in microgravity: some possible countermeasures. Eur J Appl Physiol. 2003;90:283-91.

REDISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS.

• Desde el ingreso a microgravedad con un máximo de 24 horas.

• Se estabiliza de 3 a 5 días.

Aubert AE, BEckers F, Verheyden B. Cardiovascular function and basics of physiology in microgravity. Acta Cardiol. 2005;60:129-51

REDISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS.

Carrillo-Esper R, Ponce Días JA, Peña Pérez A. Efectos fisiológicos en un ambiente de microgravedad. Rev Fac Med UNAM 2015; 58: 24

APARATO CARDIOVASCULAR.

• Incremento en la actividad Simpática

• Disminución del tono arterial

• Venodilatación.

• Disminución del volumen intravascular.

• Redistribución central de los líquidos.

Aubert AE, BEckers F, Verheyden B. Cardiovascular function and basics of physiology in microgravity. Acta Cardiol. 2005;60:129-51

Respiratory Physiology & Neurobiology 2009;169:S26-S29

APARATO CARDIOVASCULAR.

DISAUTONOMIA.

• Alteraciones estructurles vasculares.

• Neurotransmisores.

• Modificaciones en flujo sanguíneo

Norsk P, Chirstensen NJ. The paradox of systemic vasodilatation and sympathetic nervous stimulation in space.Respiratory Physiology & Neurobiology

2009;169:S26-S29

APARATO CARDIOVASCULAR.

-VOLUMEN MINUTO

• Aumenta en el vuelo.

• Máximo en el lanzamiento y reentrada.

• Se recupera 3 semanas post-vuelo.

-VOLUMEN LATIDO.

• Aumenta en las primeras 24 horas,posteriormente se reduce.

Aubert AE, BEckers F, Verheyden B. Cardiovascular function and basics of physiology in microgravity. Acta Cardiol. 2005;60:129-51

APARATO CARDIOVASCULAR.

-VOLUMEN TELEDIASTOLICO. • Mismos patrones. -PRESIÓN ARTERIAL MEDIA. • Disminuye durante el vuelo.

-Disminuye el espesor de la masa del VI. -Incremento de las presiones de las cavidades cardiacas.

Aubert AE, BEckers F, Verheyden B. Cardiovascular function and basics of physiology in microgravity. Acta Cardiol. 2005;60:129-51

J Appl Physiol 2011; 91: 645-653

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CAMBIOS ELECTROCARDIOGRÁFICOS.

• Inestabilidad iónica/aumento del tono vagal.

• Alteraciones en la repolarización (Onda T alternante).

• Alargamiento del QT y del PR

• Incremento del voltaje del QRS.

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO.

EFECTOS MUSCULARES.

Fase 1: disminución en un 20%-30% de la fuerza muscular en las primeras semanas de vuelo.

Fase 2: inicia de 3-4 semanas posteriores al vuelo, y la magnitud estará relacionada al ejercicio físico a bordo.

Gallagher P, Trappe S, Costill D. Human muscle volume and performance: The effect of 6-months of microgravity . The Physiologist 2004; 47: 321

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO

Carrillo-Esper R, Ponce Días JA, Peña Pérez A. Efectos fisiológicos en un ambiente de microgravedad. Rev Fac Med UNAM 2015; 58: 24

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO

Gallagher P, Trappe S, Costill D. Human muscle volume and performance: The effect of 6-months of microgravity . The Physiologist 2004; 47: 321

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO.

EFECTOS OSEOS.

• Disminución de la densidad ósea.

• Inician inmediatamente.

• Primeros días incrementa en un 60 a 70% la perdida de Ca en orina y heces.

• 1-2%/mes en huesos que soportan peso.

• En 6 meses la perdida es de más del 8-12%.

• Bajos niveles de vitamina calcitriol

Lang T, Cortical and trabecular bone mineral loss from the spine and hip in long-duration spaceflight. J Bone Miner Res. 2006;19:1006-12.

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO.

Lang T, Cortical and trabecular bone mineral loss from the spine and hip in long-duration spaceflight. J Bone Miner Res. 2006;19:1006-12.

APARATO MúSCULO-ESQUELÉTICO.

ALGUNAS MEDIDAS…

Moore AD,Cardiovascular exercise in the U.S. space program: Past, present and future. Acta Astronautica 2010; 66: 974–988

SISTEMA ENDOCRINO.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

ALTERACIONES DEL SUEÑO.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

SISTEMA INMUNOLÓGICO.

• Activación linfocítica disminuida.

• Distribución alterada de leucocitos.

• Producción anómala de citocinas.

• Disminución de la actividad de los NK.

• Función deprimida de los granulocitos.

• Activación abolida de linfocitos T.

• Niveles alterados de Ig.

Hauschild S.T cell regulation in microgravity – The current knowledge from in vitro experiments conducted in space, parabolic flights and ground-

based facilities. Acta Astronautica. 2014;104:365-77

APARATO RESPIRATORIO.

• En vuelo disminuye la Capacidad Vital en un 10%.

• Vasoconstricción de los vasos pulmonares.

• Cabina presurizada a 1/3 de la presión existente a nivel del mar.

Linnarsson D. Pulmonary function in space. In: A World Without Gravity . Seibert G Noordwijk: European Space Agency 2010, ESA SP-1251, 48–57

SISTEMA NERVIOSO.

• Disminución de la capacidad de autorregulación cerebral.

• Aumento de la presión de los senos venosos lo que impide la reabsorción de LCR aumentando la presión de este.

• Disminuye el drenaje linfático resultando en edema epicraneal.

Levine BD. Human cerebral autoregulation before, during and after spaceflight. J Physiol. 2007; 579:799-810.

Levine BD. Human cerebral autoregulation before, during and after spaceflight. J Physiol. 2007; 579:799-810.

SISTEMA NERVIOSO.

• Descenso total de los impulsos aferentes.

• Disminución de la actividad simpática del hipotálamo.

• Tono vagal predominante.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

SISTEMA HEMATOLOGICO

• Disminución de la eritropoyesis.

• Disminución de la masa eritrocitaria y de la hemoglobina.

• Disminución en un 15% del volumen sanguíneo efectivo.

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

De vuelta a casa…

Williams D, Kuipers A, Mukai C, Thirsk R. Acclimation during space flight: effects on human physiology. Can Med Assoc J. 2009;180:1317-23.

CONCLUSIONES.

• Son diversos los cambios fisiológicos que presentan los astronautas.

• Requieren de una selección minuciosa y un entrenamiento arduo para adaptarse a estos cambios.

• Lo que aquí nos parece anormal, en microgravedad es normal.

• Aun falta mucho por aprender.

Solo somos polvo de estrellas Carl Sagan

GRACIAS…