Los músculos pierden fuerza y volumen, los huesos se debilitan y el sistema cardiovascular comienza a funcionar de otra manera. Por eso, los astronautas deben realizar ejercicios casi todos los días: no para llegar en forma al verano, sino para evitar que el organismo interprete que ya no necesita buena parte de su estructura. La ciencia conoce desde hace años esas consecuencias. Lo que todavía intenta reconstruir es cómo la ausencia de gravedad consigue alterar el funcionamiento de las células y, finalmente, debilitar tejidos enteros.
La Agencia de Noticias Científicas de la Universidad Nacional de Quilmes accedió a un estudio, publicado en Nature Communications, que aporta una nueva respuesta. La investigación encontró que la microgravedad reduce la fabricación de proteínas dentro de las mitocondrias, las estructuras que producen gran parte de la energía necesaria para mantener activas las células. En términos menos académicos: las centrales energéticas del organismo comienzan a trabajar a reglamento
Para estudiar el fenómeno, el equipo cultivó células humanas en la Estación Espacial Internacional. Una parte quedó expuesta a microgravedad durante 24 y 48 horas. Otra permaneció bajo una fuerza equivalente a la gravedad terrestre, generada mediante una centrifugadora dentro de la estación.
La comparación permitió distinguir qué cambios estaban vinculados específicamente con la ausencia de gravedad. Los investigadores utilizaron una técnica conocida como perfilado de ribosomas, que permite observar qué instrucciones genéticas están siendo traducidas para fabricar proteínas.
Los resultados mostraron que la microgravedad reducía la producción de proteínas codificadas por el ADN de las mitocondrias. El efecto fue particularmente evidente después de 24 horas y también apareció en ejemplares del gusano Caenorhabditis elegans enviados al espacio.
Aunque la mayor parte del ADN humano se encuentra en el núcleo celular, las mitocondrias conservan su propio material genético. En las personas, ese pequeño genoma contiene las instrucciones para fabricar trece proteínas fundamentales para el sistema que produce ATP, la molécula que funciona como combustible inmediato de las células.
¿Cómo sabe una célula que está flotando? ¿Cómo descubre que la gravedad desapareció? No tiene ojos, oído interno ni una ventanilla desde la cual contemplar la Tierra. Pero tampoco está suspendida en el organismo como una burbuja. Se encuentra unida a la matriz que la rodea mediante proteínas que funcionan como puntos de anclaje.
Entre ellas están las integrinas, que conectan el interior celular con componentes externos como la laminina. Esa unión no solo mantiene a la célula en su lugar: también transmite señales mecánicas y químicas. Según el estudio, la microgravedad debilita esa adhesión. La pérdida de tensión modifica una cadena de señales que llega hasta las mitocondrias y reduce su capacidad para fabricar proteínas.
La gravedad no entra directamente en la célula. Primero se convierte en una señal mecánica, luego en una señal química y finalmente en una respuesta metabólica. Para comprobarlo, los investigadores reforzaron la adhesión de las células mediante laminina. El procedimiento consiguió contrarrestar parte del efecto de la microgravedad y recuperar la producción de proteínas mitocondriales. También mejoró indicadores relacionados con la respiración celular y la generación de energía. Así, el hallazgo permite proponer un mecanismo: cuando la célula deja de recibir una carga mecánica suficiente, sus mitocondrias reducen parte de su actividad.
Volver a la gravedad encendió nuevamente el sistema
El equipo repitió parte de los experimentos en la Tierra mediante dispositivos capaces de reproducir algunos efectos de la microgravedad. Después de mantener las células durante 24 horas en esas condiciones, los científicos volvieron a exponerlas a la gravedad terrestre. La producción de proteínas mitocondriales recuperó entonces sus niveles normales.
Luego realizaron la prueba contraria: sometieron las células a una fuerza equivalente a diez veces la gravedad de la Tierra. En ese caso, la actividad mitocondrial aumentó. Los resultados mostraron que la respuesta de las mitocondrias variaba según la intensidad de la fuerza mecánica que recibían las células: cuanto mayor era la carga, mayor parecía ser su actividad.
Los investigadores también estudiaron los músculos de ratones cuyas patas traseras permanecieron inmovilizadas y sin soportar peso durante catorce días. Al finalizar el experimento, los animales presentaban una disminución de la masa muscular y una menor producción de proteínas mitocondriales.
Esta observación permite relacionar el estudio espacial con una actividad mucho más cotidiana: el ejercicio. Cuando una persona camina, corre o levanta peso, sus músculos reciben tensión y deben trabajar contra la gravedad. Esa carga mecánica no solo ayuda a fortalecer el tejido muscular. También podría enviar señales a las células para regular la actividad de las mitocondrias y mantener la producción de energía. En otras palabras, el cuerpo no solo necesita nutrientes y oxígeno: también necesita movimiento y resistencia mecánica.
Sin embargo, el estudio no demuestra que este mecanismo sea la única causa del deterioro físico que experimentan los astronautas. El ambiente espacial reúne numerosos factores que pueden afectar al organismo al mismo tiempo, como la microgravedad, la radiación, el aislamiento, la alteración del sueño y la falta de actividad física habitual.
Investigaciones anteriores ya habían asociado los vuelos espaciales con cambios en el funcionamiento de las mitocondrias. El nuevo trabajo avanza un paso más porque propone una posible cadena molecular que conecta la ausencia de carga mecánica con una menor producción de proteínas mitocondriales.
Por ahora, no existe una pastilla capaz de permitir que una persona viaje durante meses hasta Marte, baje de la nave y salga caminando como si acabara de aterrizar en Córdoba. Pero comprender cómo la gravedad regula el funcionamiento de las células puede ser un primer paso para conseguir que los futuros astronautas lleguen en mejores condiciones.
Una clave para viajar más lejos
Comprender cómo reaccionan las células ante la falta de gravedad será decisivo para las futuras misiones espaciales de larga duración. Durante un viaje tripulado a Marte, los astronautas pasarían varios meses expuestos a la microgravedad, una condición que acelera la pérdida de masa muscular, debilita los huesos y altera distintos procesos del organismo.
El hallazgo abre la posibilidad de desarrollar estrategias más precisas para proteger la salud de las tripulaciones. Entre ellas, programas de ejercicio diseñados para actuar sobre mecanismos celulares específicos, tratamientos farmacológicos o sistemas de estimulación mecánica capaces de compensar la ausencia de carga gravitatoria.
Sus aplicaciones, sin embargo, no se limitan al espacio. Comprender este proceso también podría ayudar a investigar la pérdida muscular provocada por el envejecimiento, la inmovilización prolongada, las internaciones extensas o determinadas enfermedades.
Con todo, la paradoja resulta tan científica como extraordinaria: para entender por qué el cuerpo se debilita cuando deja de soportar peso, fue necesario enviar células a unos 400 kilómetros de la Tierra. Allí, en condiciones de microgravedad, los investigadores descubrieron que las mitocondrias no solo necesitan oxígeno y nutrientes para producir energía. También parecen depender de las fuerzas mecánicas que actúan sobre las células. Como si la gravedad, además de mantenernos sobre el suelo, les recordara que deben continuar funcionando.
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