Riposo a letto a lungo termine maschile di Tolosa 2001-2002

I voli spaziali finora intrapresi hanno dimostrato che l'uomo può adattarsi alle condizioni esistenti nello spazio, in particolare all'assenza di gravità. Tuttavia, l'ambiente spaziale e la microgravità prevalente inducono modifiche che possono influenzare le prestazioni degli astronauti. Queste modificazioni riguardano in particolare il sistema cardiovascolare e ormonale, i muscoli, le ossa, il sangue e il sistema immunitario. Altri problemi possono verificarsi durante i voli di lunga durata, come i problemi creati dallo stress psicologico dovuto al confinamento, o quelli derivanti dai raggi cosmici (radiazioni).

In considerazione del fatto che le opportunità di volo spaziale sono poche, vengono effettuate sulla terra esperienze che simulano gli effetti delle esperienze in assenza di gravità, al fine di comprendere meglio i meccanismi di adattamento, preparare i voli spaziali, perfezionare e valutare metodi correttivi (detti contromisure) come come esercizio fisico o farmaci, per facilitare il ritorno degli astronauti alla base. Questi esperimenti sono anche una necessità, viste le difficoltà che si incontrano nello svolgimento di determinate esperienze durante i voli, dovute alla presenza di troppo pochi astronauti a bordo, e alla mancanza di dispositivi biomedici avanzati a bordo (scanner, ecc.). La simulazione più comune è quella del riposo a letto antiortostatico (posizione inclinata con la testa leggermente sotto i piedi con un angolo di -6°).

Poiché l'obiettivo attuale è simulare voli nella Stazione Spaziale Internazionale (da 3 a 6 mesi) o possibili voli su Marte (da 500 a 1000 giorni), è obbligatorio estendere la durata degli esperimenti di simulazione. Ecco perché tre Agenzie Spaziali, CNES (Francia), Agenzia Spaziale Europea (ESA, Unione Europea), Agenzia Nazionale per lo Sviluppo Spaziale del Giappone (NASDA, Giappone) hanno deciso di unire le forze e intraprendere insieme tali campagne di simulazione a terra, per cogliere al meglio i processi di adattamento ai vincoli dell'ambiente spaziale.

I 2 obiettivi principali di questo esperimento sono:

• studiare i meccanismi dei cambiamenti fisiologici durante un esperimento a terra che simula voli spaziali di lunga durata,
• sviluppare e convalidare metodi preventivi (contromisure) utilizzando test standard.

Questo è il motivo per cui testeremo nel presente studio gli effetti di un riposo a letto ortostatico (decubito) di 90 giorni (3 mesi) sui seguenti sistemi fisiologici:

• le ossa,
• i muscoli,
• il sistema cardiovascolare e i suoi meccanismi di controllo,
• il sonno,
• la spina.

In assenza di gravità, il peso dell'astronauta e quello degli oggetti scompaiono completamente. Ciò induce modificazioni delle ossa e dei muscoli che possono pregiudicare gravemente la vita dell'astronauta durante il volo, e ancor più al ritorno sulla terra. Questo è un punto fondamentale da studiare, poiché può diventare un fattore limitante e persino un ostacolo ai voli di lunga durata. Questo esperimento dovrebbe anche consentire la sperimentazione di un programma di esercizio fisico e di un farmaco, il pamidronato (AREDIA®), come contromisure contro gli effetti dell'assenza di gravità sul sistema di locomozione (scheletro e muscoli).

A questo esperimento parteciperanno un totale di 28 volontari, divisi in tre gruppi. Tale esperimento si estenderà su 2 anni, 14 volontari partecipanti ogni volta. I 3 gruppi sono i seguenti:

• Gruppo "esercizio fisico" (9 volontari),
• Gruppo "droga" (pamidronato) (9 volontari),
• Gruppo "controllo" (10 volontari).

I membri dei gruppi saranno estratti a sorte tra i partecipanti

• Gruppo "Esercizio": l'esposizione dell'Uomo alla microgravità determina un'atrofia muscolare che interessa i muscoli della regione lombare e quelli degli arti inferiori interessati dalla stazione eretta e dalla locomozione. Durante alcuni voli sono stati implementati programmi di esercizio fisico per combattere questa atrofia muscolare, mantenere la condizione fisica necessaria per la missione e preparare gli astronauti al ritorno sulla terra. Nel corso del presente esperimento, sui 9 volontari di questo gruppo verrà testato un programma di esercizio fisico (allenamento di resistenza utilizzando sia i muscoli estensori del polpaccio che del ginocchio con un apposito dispositivo denominato Fly-Wheel).
• Il gruppo "Droga" : un uomo in condizioni di microgravità è l'unico modello sperimentale disponibile per testare la rapida insorgenza dell'osteoporosi su un soggetto sano. L'osteoporosi, o osso poroso, compare ogni volta che la velocità con cui il materiale osseo viene sostituito scende al di sotto di quella del riassorbimento, creando così una fragilità ossea e un aumento del rischio di fratture (dell'anca, della colonna vertebrale e del polso essenzialmente). Appare generalmente dopo la menopausa, quando associato all'invecchiamento e alla mancanza di attività fisica. Il pamidronato (Aredia®) è un farmaco presente sul mercato da molti anni, utilizzato per il trattamento di numerose patologie ossee. Questo farmaco sarà testato sui 9 volontari di questo gruppo, per dimostrare la sua efficacia nel trattamento delle modificazioni ossee. Questo farmaco (60 mg) verrà infuso per via endovenosa 14 giorni prima del riposo a letto.
• Gruppo "controllo" : questo gruppo servirà come riferimento per la sperimentazione. I volontari di questo gruppo saranno senza esercizio fisico e senza droghe. L'esistenza di questo gruppo è necessaria per poter confrontare i risultati dei 2 tipi di contromisure.

L'esperienza si svolgerà durante un soggiorno di 120 giorni (per un totale di 4 mesi) presso la Space Clinic e comprenderà:

• 1 periodo ambulatoriale di controllo di 15 giorni (soggetti da segnalare il giorno prima) (-15 a -1),
• 1 periodo di riposo a letto antiortostatico (-6°) di 90 giorni (1 a 90),
• 1 periodo ambulatoriale di recupero di 15 giorni (soggetti in partenza la mattina successiva) (+1 a +15), per un totale di 122 notti trascorse in clinica per tutti i volontari.

Le valutazioni saranno effettuate da diversi team scientifici europei e giapponesi, ciascuno specializzato in un dominio specifico. Nessuno dei 3 gruppi di volontari sarà sottoposto a tutti i programmi di sperimentazione.