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Como o vôo espacial afecta o cérebro

Faixa clara a:

Astronauta da NASA
Astronauta da NASA

Os astronautas experimentam forças e mudanças severas a seus corpos durante o voo espacial. A G-força extensiva em cima da descolagem e da aterragem assim como o ambiente da gravidade zero (microgravidade) enquanto no espaço são algumas das forças que afetam corpos dos astronautas'.

Para manter a massa do músculo e do osso enquanto no espaço, os astronautas precisam de treinar bem antes das missões, extensivamente durante o voo espacial assim como após o vôo.

Os astronautas na estação espacial internacional mantêm sua saúde na ausência da gravidade
Os astronautas na estação espacial internacional mantêm sua saúde na ausência da gravidade

O cargo-vôo dos sintomas envolve geralmente distúrbios neurovestibular caracteriza pela vertigem ao andar e ao estar, ao dificuldade andando em uma linha recta, concentração borrada da visão, da imperícia e da dificuldade.

Enquanto muita pesquisa se centrou sobre o efeito de tais forças nos músculos do corpo, o efeito no cérebro estêve negligenciado pela maior parte.

Mudanças de volume do cérebro nos astronautas

Um estudo por Koppelmans e colegas, publicados em 2016, apontados investigar a função corporal e a estrutura do cérebro de 27 astronautas que tinham terminado uma missão de vaivém espacial. Destes, 13 tinham sido apenas em uma missão do vaivém espacial onde passassem uma média de 14 dias no espaço, visto que o resto tinha passado uma média de 162 dias na estação espacial internacional (ISS).

A matéria cinzenta é a parte do cérebro que contem a maioria de corpos de pilha dos neurônios e as pilhas glial (pilhas do apoio tais como astrocytes e oligodendrocytes) assim como as muitas sinapses (conexões entre os neurônios). As varreduras de MRI dos astronautas' revelaram que havia umas diminuições largas ao volume da matéria cinzenta dentro dos córtices temporais e frontais assim como dentro das peças do cerebelo.

Os Astrocytes, pilhas glial do cérebro, igualmente conhecidas como o astroglia, conectam pilhas neuronal aos vasos sanguíneos - crédito da ilustração: Kateryna Kon/Shutterstock
Os Astrocytes, pilhas glial do cérebro, igualmente conhecidas como o astroglia, conectam pilhas neuronal aos vasos sanguíneos - crédito da ilustração: Kateryna Kon/Shutterstock

As reduções na matéria cinzenta podem realmente ser atribuídas ao líquido cerebrospinal aumentado (CSF) e são similares aos pacientes com a hidrocefalia normal idiopática da pressão.

Além disso, estas diferenças eram mais profundas nos astronautas que terminam umas missões mais longas do ISS um pouco do que aquelas que tinham terminado apenas missões do vaivém espacial. Conseqüentemente, uma duração de vôo espacial mais longa parece ter um efeito mais prejudicial no volume do cérebro.

Outro que encontra do estudo de Koppelmans era que havia uns aumentos ao volume da matéria cinzenta nos giros- precentral e postcentral cume-como as elevações encontradas na superfície das córtice-partes cerebrais do córtice do cingulate e do córtice do precuneus.

Os astronautas têm que submeter-se ao treinamento extensivo antes e durante o voo espacial para manter a massa do músculo, e esta pode conduzir à matéria cinzenta aumentada localizada em particular as regiões sensorimotor. Isto pode ser devido ao neuroplasticity, ou à adaptação do cérebro.

Em particular, os aumentos os maiores à matéria cinzenta correlacionaram as áreas que representam os membros mais baixos. Na terra nossos pés têm que neutralizar os efeitos da gravidade mais e no espaço sofrem as mudanças as mais estruturais. Como tal, o cérebro pode adaptar-se ao ambiente novo por um aumento na sensibilidade das entradas e das saídas aos pés.

Cosmonautas do russo

Um outro estudo que aponta olhar mudanças de volume do tecido de cérebro nos cosmonautas do russo, publicados em MED de N Engl J (2018), testes padrões muito similares encontrados na matéria cinzenta muda. Igualmente descobriram que o volume da matéria cinzenta pareceu recuperar, embora não completamente, cargo-vôo de diversos meses.

O cargo-vôo da matéria branca (parte do cérebro que contem axónio ou conexões myelinated entre regiões diferentes do cérebro) foi encontrado para ser reduzido global assim como em particular o lóbulo temporal esquerdo. Como tal, o espaço ventricular que contem o CSF tinha ampliado.

Na fase a longo prazo da continuação, o volume do CSF nos ventrículos retornados à linha de base, contudo, CSF através do espaço subarachnoid inteiro (espaço entre o crânio e o cérebro) tinha aumentado.

A acumulação anormal de CSF e as reduções em volumes matéria cinzenta/branca em áreas particulares podem ser responsáveis para os sintomas clínicos associados com o cargo-vôo, incluindo a ocular/distúrbios visuais, que podem ser pressão aumentada devida do CSF na retina.

Em resumo, o voo espacial parece ter um efeito negativo não somente no corpo, mas igualmente o cérebro. Isto é caracterizado primeiramente pela redução aos volumes da matéria do cérebro e ao espaço ventricular aumentado, ou pelo CSF aumentado dentro do cérebro. Contudo, o treinamento regular pode conduzir aos aumentos localizados à matéria cinzenta nas regiões chaves do cérebro.

Junto, estes podem ter implicações a longo prazo à função vestibular e da ocular, mas mais pesquisa é necessário investigar como estas mudanças ocorrem e qual seu efeito é na saúde a longo prazo. Estes podiam ter implicações no futuro de missões do voo espacial à lua, estragam e além.

Fontes

  1. Koppelmans e outros, 2016. Plasticidade estrutural do cérebro com voo espacial. microgravidade 2 do npj: 2. https://www.nature.com/articles/s41526-016-0001-9.pdf
  2. Van Ombergen e outros, 2018. Mudanças do Tecido-Volume do cérebro nos cosmonautas. MED 379:1678-1680 de N Engl J. https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMc1809011

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Last Updated: Sep 24, 2019

Dr. Osman Shabir

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Dr. Osman Shabir

Osman is a Postdoctoral Research Associate at the University of Sheffield studying the impact of cardiovascular disease (atherosclerosis) on neurovascular function in vascular dementia and Alzheimer's disease using pre-clinical models and neuroimaging techniques. He is based in the Department of Infection, Immunity & Cardiovascular Disease in the Faculty of Medicine at Sheffield.

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