Imponderabilidade no Espaço

satisfatório para essa reciclagem.

 

IMPONDERABILIDADE NO ESPAÇO

A pessoa em satélite em órbita ou em espaçonave sem propulsor experimenta

imponderabilidade ou estado de força G próximo de zero, que é, às vezes, chamado microgra‐

vidade, isto é, a pessoa não é puxada para o fundo, lados ou topo da espaçonave, mas

simplesmente flutua dentro das suas câmaras. A causa dessa imponderabilidade não é falta de

gravidade para puxar o corpo, porque a gravidade de qualquer corpo celeste nas proximidades

ainda está ativa. Entretanto, a gravidade atua sobre a espaçonave e a pessoa ao mesmo tempo,

de modo que ambas são tracionadas exatamente pelas mesmas forças de aceleração e na

mesma direção. Por essa razão, a pessoa simplesmente não é atraída para qualquer parede

específica da espaçonave.

Desafios Fisiológicos da Imponderabilidade (Microgravidade). Os problemas

fisiológicos da imponderabilidade não se comprovaram ter grande importância, contanto que

o período de imponderabilidade não seja longo demais. A maioria dos problemas que ocorrem

está relacionada aos três efeitos da imponderabilidade: (1) tonturas e ânsia de vômito, durante

os primeiros dias de viagem; (2) translocação de líquidos dentro do corpo, em virtude da falta

de gravidade, que causa pressões hidrostáticas normais; e (3) atividade física diminuída,

porque nenhuma força de contração muscular é requerida para contrabalançar a força de

gravidade.

Quase 50% dos astronautas experimentam tonturas e náuseas e, às vezes, vômitos durante os

primeiros 2 a 5 dias de viagem no espaço. Essa tontura provavelmente resulta de padrão não

familiar de sinais de movimento, chegando aos centros do equilíbrio do encéfalo e, ao mesmo

tempo, da falta de sinais gravitacionais.

Os efeitos observados da permanência prolongada no espaço são os seguintes: (1)

diminuição do volume sanguíneo; (2) redução da massa de hemácias; (3) queda da força e da

capacidade de trabalho muscular; (4) diminuição do débito cardíaco máximo; e (5) perda de

cálcio e fosfato dos ossos, bem como perda de massa óssea. A maioria desses mesmos efeitos

ocorre em pessoas que permanecem acamadas durante período extenso. Por essa razão,

programas de exercício são executados pelos astronautas, durante missões espaciais

prolongadas.

Em expedições precedentes do laboratório espacial, quando o programa de exercício tinha

sido menos vigoroso, os astronautas apresentaram capacidades de trabalho gravemente

diminuídas durante os primeiros dias após retornarem à Terra. Eles também tenderam a desmaio (e ainda o fazem, em certa extensão) ao ficarem de pé durante o primeiro dia ou

depois do retorno à gravidade, em virtude do volume sanguíneo diminuído e das respostas

reduzidas dos mecanismos de controle da pressão arterial.

“Descondicionamento” Cardiovascular, Muscular e Ósseo durante Exposição

Prolongada à Imponderabilidade. Durante voos espaciais muito longos e exposição

prolongada à microgravidade, ocorrem efeitos de “descondicionamento” gradual do sistema

cardiovascular, dos músculos esqueléticos e dos ossos, apesar do exercício rigoroso durante o

voo. Estudos de astronautas em voos espaciais que duraram vários meses mostraram que eles

podem perder até 1% da sua massa óssea a cada mês mesmo quando continuam a se exercitar.

Atrofia substancial dos músculos cardíaco e esquelético também ocorre durante exposição

prolongada a ambiente de microgravidade.

Um dos efeitos mais sérios é o “descondicionamento” cardiovascular, que inclui capacidade

diminuída de trabalho, volume sanguíneo reduzido, reflexos barorreceptores prejudicados e

tolerância ortostática reduzida. Essas alterações limitam bastante a capacidade dos astronautas

de permanecerem em pé ou efetuar atividades diárias normais, depois de retornar à gravidade

completa da Terra.

Astronautas que retornam de voos espaciais que duraram 4 a 6 meses também são

suscetíveis a fraturas ósseas e podem necessitar de várias semanas antes de retornar à aptidão

cardiovascular, óssea e muscular que tinham antes do voo. À medida que os voos espaciais se

tornem mais longos, em preparação para possível exploração humana de outros planetas,

como Marte, os efeitos da microgravidade prolongada poderiam impor ameaça muito séria

aos astronautas depois de pousar, especialmente no caso de pouso de emergência. Por essas

razões, considerável esforço de pesquisa foi dirigido para o desenvolvimento de

contramedidas, além do exercício, que sejam capazes de prevenir ou atenuar mais eficazmente

essas alterações. Contramedida que está sendo testada é a aplicação de “gravidade artificial”

intermitente causada por curtos períodos (p. ex., 1 hora por dia) de aceleração centrífuga dos

astronautas enquanto eles ficam sentados em centrífugas de braços curtos, especialmente

projetadas, que criam forças de até 2 a 3 G.

 

Bibliografia

Basnyat B, Murdoch DR: High-altitude illness. Lancet 361:1967, 2003. Brocato J, Chervona Y, Costa M: Molecular responses to hypoxia-inducible factor 1α and beyond. Mol Pharmacol

85:651, 2014.

Hackett PH, Roach RC: High-altitude illness. N Engl J Med 345:107, 2001. Hargens AR, Richardson S: Cardiovascular adaptations, fluid shifts, and countermeasures related to space flight.

Respir Physiol Neurobiol 169(suppl 1):S30, 2009.

Imray C, Wright A, Subudhi A, Roach R: Acute mountain sickness: pathophysiology, prevention, and treatment.

Prog Cardiovasc Dis 52:467, 2010.

Naeije R, Dedobbeleer C: Pulmonary hypertension and the right ventricle in hypoxia. Exp Physiol 98:1247, 2013. Penaloza D, Arias-Stella J: The heart and pulmonary circulation at high altitudes: healthy highlanders and chronic

mountain sickness. Circulation 115:1132, 2007.

Prabhakar NR, Semenza GL: Adaptive and maladaptive cardiore spiratory responses to continuous and

intermittent hypoxia mediated by hypoxia-inducible factors 1 and 2. Physiol Rev 92:967, 2012.

San T, Polat S, Cingi C, et al: Effects of high altitude on sleep and respiratory system and theirs adaptations.

Scientific World Journal 2013:241569, 2013.

Semenza GL: HIF-1 mediates metabolic responses to intratumoral hypoxia and oncogenic mutations. J Clin

Invest 123:3664, 2013.

Sibonga JD: Spaceflight-induced bone loss: is there an osteoporosis risk? Curr Osteoporos Rep 11:92, 2013. Smith SM, Heer M: Calcium and bone metabolism during space flight. Nutrition 18:849, 2002. Taylor CT, McElwain JC: Ancient atmospheres and the evolution of oxygen sensing via the hypoxia-inducible

factor in metazoans. Physiology (Bethesda) 25:272, 2010.

West JB: Man in space. News Physiol Sci 1:198, 1986.

West JB: High-altitude medicine. Am J Respir Crit Care Med 186:1229, 2012.

 

OceanofPDF.com

CAPÍTULO 45

 

Fisiologia de Mergulho Marítimo

 

Profundo e Outras Condições

 

Hiperbáricas

 

Quando seres humanos descem às profundezas do mar, a pressão em torno

deles aumenta tremendamente. Para impe dir que os pulmões se colapsem, o

ar tem que ser fornecido em pressão muito alta para mantê-los inflados.

Essa manobra expõe o sangue, nos pulmões, à pressão extremamente alta

dos gases alveolares, condição chamada hiperbarismo. Além de certos

limites, essas altas pressões podem produzir altera ções importantes da

fisiologia do corpo e podem ser letais.

 

Relação entre a Pressão e a Profundidade no Mar. Uma coluna

d’água do mar de 33 pés (10 metros) exerce a mesma pressão, em seu

fundo, do que a pressão da atmosfera acima do mar. Portanto, a pessoa a 33 pés (10 metros) abaixo da superfície do oceano está exposta a 2 atmosferas

de pressão, com 1 atmosfera de pressão causada pelo peso do ar acima da

água e a segunda atmosfera pelo peso da própria água. A 66 pés (20

metros), a pressão é de 3 atmosferas, e assim por diante, de acordo com a

tabela na Figura 45-1.

Figura 45-1. Efeito da profundidade do mar sobre a pressão (acima) e sobre o volume dos gases (abaixo).

 

Efeito da Profundidade do Mar sobre o Volume dos Gases —

Lei de Boyle. Outro efeito importante da profundidade é a compressão