Durante bastante tiempo, los especialistas han identificado la microgravedad como uno de los mayores desafíos para la fisiología humana. Permanecer semanas o meses sin la influencia constante del peso terrestre desencadena una cascada de cambios que afecta a casi todos los sistemas del organismo. Los huesos pierden densidad, la musculatura reduce su desempeño y numerosos procesos relacionados con el aprovechamiento de la energía empiezan a desviarse de sus patrones habituales.

La preocupación trasciende de sobra el ámbito de la exploración espacial. El deterioro asociado a la falta prolongada de movimiento comparte sorprendentes similitudes con lo que sucede durante una hospitalización larga, un periodo de inmovilización o incluso el avance de la edad. Comprender el origen de esos mecanismos resulta esencial para proteger tanto a los astronautas como a millones de personas que, por múltiples motivos, pasan largos intervalos con una movilidad muy limitada.

Ahora, un consorcio internacional en el que destaca el Instituto Karolinska sueco ha incorporado una pieza inesperada a ese complejo rompecabezas. Sus conclusiones, difundidas a través de The Journal of Physiology, apuntan a que el metabolismo basal puede permanecer virtualmente intacto gracias a la combinación de ejercicio y gravedad artificial, hasta cuando el debilitamiento muscular continúa su curso.

Esta evidencia cuestiona la idea de que ambas reacciones del organismo sean inseparables y sugiere que cada una podría evolucionar mediante vías fisiológicas distintas en cierta medida.

Una simulación extrema para comprender cómo responde el cuerpo humano

Enviar a personas al espacio durante meses plantea un inconveniente obvio: resulta difícil estudiar allí todos los procesos biológicos con el grado de control que exige una investigación rigurosa. Por esa razón, desde hace décadas, las agencias espaciales recurren a modelos terrestres capaces de reproducir buena parte de los efectos generados por la ingravidez sin abandonar nuestro planeta.

Uno de los métodos más empleados consiste en mantener a los participantes tumbados durante largos intervalos con una inclinación de seis grados y la cabeza ligeramente por debajo de los pies. Esa posición redistribuye los fluidos corporales, reduce la carga mecánica soportada por el esqueleto y remeda muchas de las adaptaciones documentadas durante los vuelos espaciales prolongados.

El nuevo estudio utilizó precisamente ese modelo de simulación, y veinticuatro hombres sanos permanecieron sesenta días en reposo absoluto según el mismo. El equipo los distribuyó en tres grupos: el primero no recibió ninguna intervención específica, el segundo completó sesiones regulares de pedaleo en posición horizontal y el tercero realizó un entrenamiento idéntico, si bien dentro de una máquina centrífuga capaz de generar gravedad artificial mediante rotación controlada.

El tercer grupo de participantes realizó un entrenamiento dentro de una máquina centrífuga capaz de generar gravedad artificial mediante rotación controlada.

Durante el experimento, se cuantificaron el gasto energético en reposo, la composición corporal, el uso de varios combustibles fisiológicos, la fuerza, la potencia física y numerosos indicadores adicionales.

El resultado que rompió las previsiones

La hipótesis inicial parecía razonable: si la gravedad artificial conseguía limitar el desgaste provocado por la inmovilización, cabría esperar que también amortiguara tanto la pérdida muscular como el desequilibrio energético. Sin embargo, los registros acabaron dibujando un escenario bastante más complejo.

Los voluntarios sometidos únicamente al reposo sufrieron la reducción prevista del metabolismo basal y quienes realizaron ejercicio sin gravedad artificial obtuvieron una mejora moderada. La auténtica sorpresa apareció en el tercer grupo: la combinación de entrenamiento y centrifugación evitó esa caída y permitió sostener el gasto energético en reposo en valores muy próximos a los registrados antes del inicio de las indagaciones. Además, el aprovechamiento de las grasas como fuente de energía permaneció claramente mejor preservado.

En el tercer grupo, la combinación de entrenamiento y centrifugación evitó esa la caída del metabolismo basal y permitió sostener el gasto energético en reposo en valores normales.

El aspecto más llamativo surgió al confrontar esos resultados con la evolución del sistema muscular. Aunque la estrategia conjunta favoreció algunos indicadores relacionados con la masa magra y elevó el rendimiento específico durante las pruebas de ciclismo, no impidió la disminución de la fuerza máxima ni frenó el declive neuromuscular registrado tras dos meses de inmovilización.

Dicho de otro modo, el organismo conservó una intensidad metabólica superior mientras la respuesta contráctil seguía reduciéndose. Esa disociación entre ambos fenómenos constituye la principal aportación de la investigación y abre nuevos interrogantes sobre el funcionamiento del cuerpo humano.

A primera vista, la conclusión parece contradictoria. El tejido muscular consume una parte importante de la energía que necesita el organismo incluso en reposo, de modo que perder masa y operatividad debería traducirse automáticamente en una disminución del gasto energético basal. No obstante, el conjunto de evidencias revela que la realidad es bastante más complicada y que intervienen numerosos procesos fisiológicos actuando de forma simultánea.

Los científicos comprobaron que la combinación de ejercicio y gravedad artificial favoreció la conservación de los compartimentos corporales con un elevado nivel metabólico y, al mismo tiempo, sostuvo un aprovechamiento de las grasas mucho más eficiente que el observado en los demás participantes. Esa alteración quedó reflejada en el cociente respiratorio, un parámetro que indica qué tipo de combustible emplea preferentemente el organismo para obtener energía. Quienes exhibieron una mayor aptitud para oxidar lípidos también registraron un metabolismo basal más elevado.

Con el fin de alcanzar esa interpretación, los autores recurrieron a modelos estadísticos multivariantes que integraban decenas de factores relacionados con la composición corporal, las desempeño muscular, la condición aeróbica y diversos marcadores fisiológicos. El análisis puso de manifiesto que el gasto energético en reposo no depende exclusivamente del volumen de masa magra disponible, sino igualmente del comportamiento de esos tejidos y del modo en que el cuerpo administra sus reservas energéticas.

Ese matiz adquiere especial relevancia porque corrige una idea muy extendida. Hasta ahora, gran parte de la literatura científica atribuía la reducción del metabolismo durante la inmovilización casi exclusivamente a la pérdida de músculo. El nuevo estudio confirma que ese vínculo existe, si bien señala además que resulta insuficiente para explicar todo lo que sucede. Incluso cuando dos personas conservan volúmenes similares de tejido magro, pueden exhibir gastos energéticos muy dispares según las adaptaciones fisiológicas desarrolladas durante el periodo de inactividad.

El organismo parece disponer de diversos “interruptores” para regular su consumo energético, que dependen de la cantidad de músculo, de los procesos bioquímicos desarrollados por esos tejidos o del combustible predominante para producir energía.

En otras palabras, el organismo parece disponer de diversos “interruptores” para regular su consumo energético. Algunos dependen de la cantidad de músculo; otros, de los procesos bioquímicos desarrollados por esos tejidos; y otros, del combustible predominante utilizado para producir energía. La gravedad artificial no logró salvaguardar todos esos mecanismos, pero sí mantuvo unos cuantos de los más estrechamente vinculados al metabolismo basal.

Tales hallazgos resultan muy interesantes para abordar el envejecimiento. Con el paso de los años, muchas personas pierden masa y fuerza muscular, pero esos cambios no siempre evolucionan al mismo ritmo que las transformaciones metabólicas. Entender lo que regula cada proceso por separado podría contribuir al florecimiento de tácticas buenas para preservar la autonomía y la salud durante la vejez.

La gravedad artificial ayuda, pero está lejos de ser una solución definitiva

La investigación deja igualmente un mensaje de prudencia. Aunque la centrifugación aportó beneficios claros sobre determinados parámetros relacionados con el metabolismo, no consiguió frenar el deterioro neuromuscular asociado a una inmovilización tan prolongada. La fuerza máxima disminuyó en todos los grupos y el rendimiento obtenido en pruebas funcionales, como los saltos, tampoco presentó diferencias relevantes entre quienes recibieron la intervención y quienes permanecieron únicamente en reposo.

Eso significa que la gravedad artificial, al menos aplicada mediante el protocolo empleado en este trabajo, no reproduce por completo el efecto protector que ejerce la gravedad terrestre sobre el aparato locomotor. Aun así, proporcionó ventajas concretas. Los participantes que pedalearon dentro de la centrífuga conservaron mejor la potencia máxima alcanzada durante las pruebas de ciclismo, un hecho coherente con el tipo de entrenamiento realizado y superior al registrado entre quienes realizaron ejercicio sin ese dispositivo.

Los responsables del estudio interpretan esta aparente contradicción como una prueba de que las adaptaciones metabólicas y las mecánicas pueden transitar por vías parcialmente independientes. Sostener el gasto energético no implica siempre preservar intacta la producción de fuerza, del mismo modo que mantener una fracción del desempeño muscular tampoco garantiza la estabilidad del metabolismo. Precisamente, esa separación entre ambos fenómenos constituye una de las aportaciones conceptuales más relevantes de la publicación.

Desde una perspectiva práctica, esta distinción adquiere un notable interés para diseñar futuras contramedidas. En lugar de confiar en un único tratamiento destinado a resolver todas las consecuencias derivadas de la microgravedad, quizá resulte más eficaz combinar enfoques complementarios orientados a objetivos fisiológicos diferentes. Algunos podrían dirigirse a limitar el desgaste muscular; otros, a sostener el equilibrio energético; y otros, a reducir las alteraciones cardiovasculares u óseas que también se manifiestan durante las misiones espaciales prolongadas.