I Congresso Sul Brasileiro de Biomedicina

Dados do Trabalho


Título

BIOASTRONÁUTICA: EFEITOS DA ADAPTAÇÃO BIOLÓGICA HUMANA FRENTE A MICROGRAVIDADE NAS MISSÕES INTERPLANETÁRIAS

Fundamentação/Introdução

O espaço é um ambiente hostil para o organismo humano. E para garantir que os astronautas sobrevivem em missões, o avanço tecnológico na ciência será necessário, e a bioastronáutica será fundamental. Este ramo da ciência, estuda soluções dos efeitos biológicos, que atingem astronautas, devido à adaptação no ambiente espacial. Impactos fisiológicos imediatos do voo espacial são atribuídos a Microgravidade (MG) e radiação ionizante, que podem perturbar os sistemas imunológico, nervoso, causar a redução da massa muscular e da densidade óssea e danos ao DNA.

Objetivos

Realizar uma revisão sistemática de literatura acerca da bioastronáutica, sobre os principais efeitos biológicos ocorrido em resposta à adaptação do organismo humano, em ambientes com MG de viagens interplanetárias.

Delineamento e Métodos

Revisão sistemática de literatura, realizada em Julho de 2018. Não foram aplicadas restrições para as datas de publicação dos artigos. Bancos de dados utilizados PubMed, Scientific Electronic Library Online e site eletrônico da NASA. O principal grupo alvo foram os astronautas a fim de verificar efeitos na biologia do corpo humano no espaço, e também estudos com MG simulada com aplicação em cultura celular, avaliando os resultados dos estudos.

Resultados

Qualquer tipo de radiação poderá interagir com o organismo humano. E quando esta interação acontece, resulta em efeitos relevantes ao genoma humano, devido à produção de espécies reativas de oxigênio, resultado da ação sinérgica entre MG e radiação. Alterações na homeostase sanguínea afeta astronautas, o que resulta em neocitólise é resposta adaptativa aguda desencadeada pela exposição à MG, com o objetivo de diminuir a quantidade excessiva de eritrócitos e hemoglobina no sangue quando ela não é mais necessária especialmente em condições mínimas de oxigênio. Em ambiente MG, a função biomecânica do sistema musculoesquelético não é utilizada, o que ocasiona deterioração muscular e diminuição da formação e óssea. Muitos astronautas adquirem osteoporose ao retornarem para a Terra. O cérebro tende a flutuar no crânio o que resulta em uma falsa perda de massa cinzenta. Porém há aumento da massa cinzenta nas áreas sensório-motora resultado da neuroplasticidade.

Conclusões/Considerações Finais

A tecnologia atual não é eficaz contra radiação, e essa proteção será uma tecnologia crucial. Contramedidas biomédicas, farmacológica, nutricional e exercícios com centrifugação (gravidade simulada) devem ser incorporadas nas viagens a fim de preservar a saúde dos tripulantes.

Referências

AUBERT, A. E. et al. Towards human exploration of space: the THESEUS review series on cardiovascular, respiratory, and renal research priorities. NPJ Microgravity, p. 1-9, 1 Dez 2016. Disponível em: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5515532/pdf/npjmgrav201631.pdf >. Acesso em: 17 jul 2018.

BARBHAIYA, M.; COSTENBADER, KH. " Ultraviolet radiation and systemic lupus erythematosus ". Lupus, p. 588-595, 23 Jun 2014.

BLABER, E.; MARÇAL, H.; BURNS, B. P. Bioastronautics: The Influence of Microgravity. Astrobiology, v. 10, n. 5, p. 463-473, 2010. DOI: https://doi.org/10.1089/ast.2009.0415.

BUCARO, M. A. et al. The effect of simulated microgravity on osteoblasts is independent of the induction of apoptosis. J. Cell. Biochem, v. 102, n. 2, p. 483-495, Maio 2007. DOI: https://doi.org/10.1002/jcb.21310.

CANOVA, S. et al. “Modeled Microgravity” Affects Cell Response to Ionizing Radiation and Increases Genomic Damage. Radiation Research, p. 1991-199, Jun 2005. DOI: https://doi.org/10.1667/RR3304.

CARMELIET, G.; BOUILLON, R. The effect of microgravity on morphology and gene expression of osteoblasts in vitro. FASEB J, p. 129–134, 1999. DOI: https://doi.org/10.1096/fasebj.13.9001.s129.

CARPENTIER, W.R. et al. Biomedical findings from NASA’s Project Mercury: a case series. NPJ Microgravity. 2018. DOI: 10.1038/s41526-018-0040-5.

CLÉMENT, G.; RESCHKE, M. F. Neuroscience in space. Springer Verlag, Nova York, n. 1, p. 101 - 132, 2008. DOI: 10.1007 / 978-0-387-78950-7.

DEMONTIS, G. C. et al. Human Pathophysiological Adaptations to the Space Environment. Frontiers in Physiology, v. 8, p. 1-17, Ago 2017. Disponível em: < https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5539130/ >. Acesso em 14 jul 2018.

FERRANTI, F. et al. TCam-2 Seminoma Cells Exposed to Egg-Derived Microenvironment Modify Their Shape, Adhesive Pattern and Migratory Behaviour: A Molecular and Morphometric Analysis. PLOS ONE, 1 Out 2013. Disponível em:< https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3788130/pdf/pone.0076192.pdf >. Acesso em: 20 Jul 2018.

FONG, K. The Strange, Deadly Effects Mars Would Have On Your Body. Wired, Nova York, p. 101 - 132, 2014. Disponível em: < https://www.wired.com/2014/02/happens-bodymars/ >. Acesso em: 15 Jul 2018.

HEER, M. et al. Calcium metabolism in microgravity. Eur J Med Res., p. 357-360, Set 1999. ISSN: 10477499.

HERRANZ, R. et al. Ground-Based Facilities for Simulation of Microgravity: OrganismSpecific Recommendations for Their Use, and Recommended Terminology. Astrobiology, Jan 2013. 1-17. Disponível em: < https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549630/pdf/ast.2012.0876.pdf >. Acesso em: 14 jul 2018.

KANAS, N.; MANZEY, D. "Basic Issues of Human Adaptation to Space Flight." Space Psychology and Psychiatry. In: 22, A. B. D. T. E. Space Psychology and Psychiatry. 2. ed. [S.l.]: Springer Holanda, 2008. p. 15-48. Disponível em: <http://simbi.kemenag.go.id/pustaka/images/materibuku/space-psychology-and-psychiatry.pdf >. Acesso em: 16 jul 2018.

KOPPELMANS, V. et al. Brain structural plasticity with spaceflight. npj Microgravity, v. 2, n. 2, p. 1-8, Dez 2016. Disponível em: <https://www.nature.com/articles/s41526-016-0001-9 >. Acesso em: 20 jul 2018.

LEVINE, A.J; TING, D.T; GREENBAUM, B.D. P53 and the defenses against genome instability caused by transposons and repetitive elements. Bioessays. p.508-513. Maio 2016. DOI: 10.1002/bies.201600031.

MAIRBÄURL, H. Neocytolysis: How to Get Rid of the Extra Erythrocytes Formed by Stress Erythropoiesis Upon Descent From High Altitude. Frontiers in Physiology. p. 345, Abr 2018. DOI: 10.3389 / fphys.2018.00345.

MANTI, L. et al. Modelled microgravity does not modify the yield of chromosome aberrations induced by high-energy protons in human lymphocytes. Int. J. Radiat. Biol., v. 81, n. 2, p. 147-155, Fev 2005. Disponível em: <https://www.researchgate.net/publication/7724716_Modelled_microgravity_does_not_modif y_the_yield_of_chromosome_aberrations_induced_by_highenergy_protons_in_human_lymphocytes >. Acesso em 20 jul 2018.

MORENO-VILLANUEVA, M. et al. Interplay of space radiation and microgravity in DNA damage and DNA damage response. NPJ Microgravity, Maio 2017. Disponível em: <https://www.nature.com/articles/s41526-017-0019-7 >. Acesso 18 jul 2018.

NASA, H. R. P. et al. National Aeronautics and Space Administration (NASA). The Human Body in Space, 2018. Disponível em: < https://www.nasa.gov/hrp/bodyinspace >. Acesso em: 13 Julho 2018.

OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. M. Radiation Physics. Biophysics Reports, 2010.

RAN, F. et al. Simulated microgravity potentiates generation of reactive oxygen species in cells. Biophysics Reports, 7 Nov 2016. 100-1005. Disponível em: <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5334420/pdf/41048_2016_Article_29.pdf >. Acesso 15 jul 2018.

RISIN, D.; PELLIS, N. R. Modeled microgravity inhibits apoptosis in peripheral blood lymphocytes. In Vitro Cell.Dev.Biol.Animal, v. 37, p. 66-72, Fev 2001. Texto completo disponível em: <https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20100033770.pdf > Acesso em: 13 jul 2018.

RIZZO, A. M. et al. Effects of Long-Term Space Flight on Erythrocytes and Oxidative Stress of Rodents. Plos One, 12 Mar 2012. Disponível em:<https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3296700/pdf/pone.0032361.pdf > . Acesso 14 jul 2018.

RIZZO, A. M.; TURELLO, M.; ANTONUTTO, G. Effects of Microgravity on the Haemopoietic System: A Study on Neocytolysis (Neocytolysis). National Aeronautics and Space Administration NASA, 2008. Disponível em: < https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/84.html >. Acesso em: 18 Jul 2018.

SETLOW, R. B. The hazards of space travel. European Molecular Biology Organization, 2003. Disponível em: < https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1038/sj.embor.7400016 >. Acesso em: 16 Jul 2018.

TOMINAGA, H. et al. Involvement of Reactive Oxygen Species (ROS) in the Induction of Genetic Instability by Radiation. J-STAGE, v. 45, n. 2, p. 181- 188, 2004. DOI: https://doi.org/10.1269/jrr.45.181.

WILLIAMS, D. Bioastronautics: optimizing human performance through research and medical innovations. Nutrition, v. 18, n. 10, p. 794-796, Out 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0899-9007(02)00896-1 .

WILLIAMS, D. et al. Acclimation during space flight: effects on human physiology. CMAJ, p. 1317-1323, junho 2009. Disponivel em: < https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2696527/pdf/1801317.pdf >.

WILLIAMS, D. The Biomedical Challenges of Space Flight. Annual Review of Medicine, v. 54, p. 245-256, Fev 2003. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.med.54.101601.152215 .

ZEITLIN, C. et al. Measurements of Energetic Particle Radiation in Transit to Mars on the Mars Science Laboratory. SCIENCE, v. 340, n. 6136, p. 1080-1084, Mai 2013. DOI: 10.1126/science.1235989.

Palavras-chave

Adaptação Biológica. Bioastronáutica. Microgravidade. Estação Espacial.

Área

Tema livre

Autores

MARIA LETÍCIA MELLO, MICHELE FERRAZ FIGUEIRÓ