Des études sur les astronautes pourraient améliorer la santé dans l’espace et sur Terre – Physics World

Des études sur les astronautes pourraient améliorer la santé dans l’espace et sur Terre – Physics World

Horodatage: 6 septembre 2023 5:00 AM

L'astronaute Thomas Pesquet à bord de l'ISS
Les sciences dans l'espace L'astronaute Thomas Pesquet insère des échantillons de sang pour l'étude MARROW dans le congélateur du laboratoire à moins quatre-vingts degrés à bord de la Station spatiale internationale. (Avec l'aimable autorisation de la NASA)

La vie dans l’espace soumet le corps humain à des conditions extrêmes : exposant les astronautes aux radiations, provoquant des déplacements de fluides et supprimant les forces physiques exercées sur le squelette. Les vols spatiaux peuvent également provoquer une hémolyse, la destruction des globules rouges, conduisant à une « anémie spatiale ».

Pour étudier les implications sur la santé des vols spatiaux de longue durée, des chercheurs de l'Université d'Ottawa ont étudié 14 astronautes revenant de missions de six mois sur la Station spatiale internationale. Ils ont notamment examiné les modifications de la moelle osseuse des astronautes avant et après leurs missions. L'étude, rapportée dans Communications Nature, a révélé que les voyages dans l'espace épuisent les globules rouges et les os, mais qu'au retour sur Terre, le corps récupère grâce aux graisses stockées dans la moelle osseuse.

"Nous avons constaté que les astronautes avaient beaucoup moins de graisse dans leur moelle osseuse environ un mois après leur retour sur Terre", explique l'auteur principal. Guy Trudel de l'Université d'Ottawa et de l'Hôpital d'Ottawa dans un communiqué de presse. "Nous pensons que le corps utilise cette graisse pour remplacer les globules rouges et reconstruire les os perdus lors des voyages dans l'espace."

Récupération après un vol spatial

L'étude comprenait 11 astronautes masculins et trois astronautes féminins. Les participants ont subi une imagerie et une spectroscopie IRM des vertèbres lombaires environ 100 jours avant le vol et environ 41 jours, six mois et un an après leur retour sur Terre. À l'aide de trois techniques d'IRM quantitatives, Trudel et ses collègues ont observé que 41 jours après l'atterrissage, la graisse de la moelle osseuse des astronautes avait diminué de 4.2 % par rapport aux valeurs d'avant le vol.

Pour étudier les mécanismes potentiels de cette réduction de l'adiposité de la moelle osseuse (BMA), l'équipe a cherché à savoir si elle était associée à la guérison des astronautes de l'anémie spatiale, comme cela se produit lorsque le retour à la gravité terrestre déclenche une production accrue de globules rouges. Trois jours après l'atterrissage, l'analyse des échantillons de sang a montré que les astronautes avaient 10.4 % de globules rouges en moins qu'avant leurs missions spatiales, confirmant qu'ils souffraient d'anémie spatiale.

41 jours après le vol, les chercheurs ont mesuré une concentration de réticulocytes (globules rouges immatures) 18.9 % plus élevée dans le sang des astronautes qu'avant le vol. Ces changements étaient corrélés dans l'espace et dans le temps avec les changements dans la graisse de la moelle osseuse, renforçant la théorie selon laquelle la régulation négative de la BMA résulte de la consommation locale d'acides gras pour soutenir la production de globules rouges.

En plus de perdre des globules rouges, les astronautes souffrent également d’une perte de masse osseuse, ou « ostéopénie spatiale ». Les chercheurs ont ainsi examiné si la réduction de la BMA était également corrélée à la guérison des astronautes après une nouvelle exposition à la gravité. Ils ont constaté que 41 jours après l’atterrissage, les marqueurs sériques et urinaires de la formation osseuse étaient augmentés par rapport aux niveaux de base.

Ils ont également utilisé l’absorptiométrie à rayons X à double énergie pour examiner la densité minérale osseuse vertébrale avant et après le vol spatial. Les astronautes ont perdu en moyenne 0.03±0.03 g/cm2 masse osseuse vertébrale 3 à 18 jours après le vol par rapport au vol avant. Six à neuf mois après l’atterrissage, ce chiffre s’était quelque peu rétabli, mais restait encore légèrement inférieur aux niveaux de référence. Ces résultats soutiennent un deuxième mécanisme possible de régulation négative de la BMA : l’utilisation locale d’acides gras pour assurer une formation osseuse à forte intensité énergétique en réponse à l’ostéopénie spatiale.

"Étant donné que les globules rouges sont fabriqués dans la moelle osseuse et que les cellules osseuses entourent la moelle osseuse, il est logique que le corps utilise la graisse locale de la moelle osseuse comme source d'énergie préférentielle pour alimenter la production de globules rouges et d'os", explique Trudel. "Nous sommes impatients d'étudier cela plus en détail dans diverses conditions cliniques sur Terre."

Différences spécifiques au sexe

Les chercheurs ont découvert que la perte osseuse n’était statistiquement significative que pour les astronautes masculins, ce qui les a incités à explorer les changements potentiels de BMA spécifiques au sexe après un vol spatial de longue durée. Sur Terre, les femmes préménopausées ont généralement une BMA inférieure à celle des hommes et, dans cette cohorte, les femmes astronautes avaient 11.1 % moins de graisse dans la moelle osseuse lombaire avant le vol que les hommes astronautes.

41 jours après le vol, les astronautes féminins et masculins présentaient une régulation négative identique de la BMA lombaire. Cependant, des mesures à six mois et à un an ont révélé que si la BMA des astronautes masculins revenait progressivement à des niveaux normaux, la BMA augmentait considérablement chez les astronautes féminines. Les données IRM ont montré qu'un an après le vol, la différence entre hommes et femmes avait disparu. Les chercheurs suggèrent que cette modulation de la BMA spécifique au sexe mérite des recherches plus approfondies sur des populations plus larges.

L’équipe a également testé l’impact de l’âge des astronautes sur la modulation vertébrale de la BMA après un vol spatial de longue durée. Ils ont constaté que plus l’astronaute était jeune, plus la diminution de la graisse de la moelle osseuse était importante 41 jours après l’atterrissage.

Les chercheurs soulignent que ces découvertes chez les astronautes peuvent également aider les personnes sur Terre, comme les patients souffrant d'anémie qui ont perdu de la masse musculaire et osseuse après une maladie de longue durée et une mobilité limitée. « J'espère que cette recherche aidera les gens à sortir de l'immobilité sur Terre ainsi que dans l'espace », déclare Trudel. « Nos recherches pourraient également faire la lumière sur des maladies telles que l’ostéoporose, le syndrome métabolique, le vieillissement et le cancer, qui sont associées à une augmentation de la graisse dans la moelle osseuse. »

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