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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.
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ADAPTACIONES
FISIOLÓGICAS EN
MICROGRAVEDAD.
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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
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El sueño espacial…
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Los humanos estamos fisiológicamente bien adaptado a
la vida en la tierra…
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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.
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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
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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.
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• 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.
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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.
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Tolerancia a la aceleración.
Fundamentals of Space Medicine 2011.
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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
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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
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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
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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
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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
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SISTEMA NEUROSENSORIAL
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SISTEMA NEUROSENSORIAL
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REDISTRIBUCIÓN DE LÍQUIDOS.
Antonutto G, Di Prampero PE. Cardiovascular deconditioning in microgravity: some possible countermeasures. Eur J Appl Physiol. 2003;90:283-91.
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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
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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
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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
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Respiratory Physiology & Neurobiology 2009;169:S26-S29
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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Levine BD. Human cerebral autoregulation before, during and after spaceflight. J Physiol. 2007; 579:799-810.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Solo somos polvo de estrellas Carl Sagan
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GRACIAS…