Des scientifiques de l’Université de Calgary et d’autres établissements ont suivi 17 astronautes de la Station spatiale internationale avant et après un vol spatial au cours des sept dernières années afin de déterminer si les os se reconstituent après un vol spatial de “longue durée”. Leurs résultats montrent que si l’os se reconstitue partiellement après le vol, les pertes durables représentent au moins une décennie de perte osseuse normale liée à l’âge, ce qui peut favoriser l’apparition de l’ostéoporose.
Gabel et al. ont examiné la force, la densité et la microarchitecture osseuses chez dix-sept astronautes à l’aide d’une tomographie quantitative périphérique à haute résolution. Crédit image : NASA.
“L’effet néfaste des vols spatiaux sur le tissu squelettique peut être profond”, ont écrit l’auteur principal, le Dr Steven Boyd de l’Université de Calgary, et ses collègues dans leur article.
“La diminution de la charge mécanique en microgravité entraîne une perte substantielle de la densité et de la résistance minérales osseuses et la détérioration de la microarchitecture trabéculaire.”
“Les études biochimiques du renouvellement des os mettent en évidence une altération du métabolisme osseux pendant les vols spatiaux, de sorte que les biomarqueurs de la résorption osseuse augmentent pendant les vols spatiaux, tandis que les biomarqueurs de la formation osseuse sont à la traîne, ce qui entraîne une perte osseuse nette.”
“Le rétablissement de la densité minérale et de la solidité des os au retour à la gravité terrestre est un processus long, et les os de nombreux astronautes ne se rétablissent jamais complètement”, ont-ils ajouté.
“Déterminer qui est le plus à risque de récupération incomplète du tissu osseux est important pour comprendre la faisabilité des missions au-delà de l’orbite terrestre basse.”
“L’objectif principal de notre étude était d’utiliser la tomographie quantitative périphérique à haute résolution pour examiner la récupération de la microarchitecture, de la densité et de la résistance des os après un vol spatial de longue durée.”
L’étude prospective a porté sur 17 astronautes (14 hommes et 3 femmes ; âge moyen – 47 ans ; taille – 177,7 cm ; masse corporelle – 79,1 kg) de la NASA, de l’Agence spatiale canadienne (ASC), de l’Agence spatiale européenne (ESA) et de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale (JAXA) qui ont été sélectionnés pour des missions à bord de la Station spatiale internationale (ISS).
Les auteurs ont pris des images des participants avant le vol spatial, au retour sur Terre, et après six et douze mois de récupération.
Ils ont effectué des scintigraphies osseuses sur le tibia (tibia) et le radius (avant-bras) afin de calculer la résistance de l’os à la fracture (charge de rupture), la teneur minérale du tissu osseux et l’épaisseur du tissu.
Ils ont également enregistré des exercices tels que le vélo, la course sur tapis roulant et le soulèvement de poids effectués par les astronautes en vol et après le vol.
Un an après le vol, les résultats médians pour 16 des astronautes ont montré une récupération incomplète du tibia.
La charge médiane de rupture du tibia, mesurant la résistance de l’os, a été réduite de 152,0 newtons (N), passant de 10 579 N avant le vol à 10 427 N après un an.
La densité minérale osseuse totale a diminué de 4,5 mg/cm.3 par rapport aux niveaux d’avant vol de 326,8 mg/cm3.
Les mesures de l’avant-bras chez tous les astronautes ne différaient pas à 12 mois de récupération par rapport à la période pré-vol.
Les chercheurs ont observé que les astronautes effectuant des missions de plus de six mois (huit astronautes au total) avaient une récupération osseuse nettement inférieure.
Chez les astronautes participant à des missions de plus de six mois, la charge médiane de rupture du tibia a diminué de 333,9 N après un an par rapport à la situation avant le vol, tandis que chez les astronautes participant à des missions de moins de six mois (neuf astronautes), la charge de rupture a diminué de 79,9 N.
Des différences similaires ont été constatées pour la densité minérale osseuse totale dans le tibia.
Au total, neuf des astronautes (sept des missions longues) n’ont pas complètement récupéré la densité minérale osseuse totale du tibia après 12 mois.
Parmi tous les astronautes, ceux qui ont effectué une plus grande quantité d’entraînement de soulevé de terre en vol, par rapport à leur entraînement individuel avant le vol, ont été identifiés comme faisant partie de ceux qui ont récupéré la densité minérale osseuse du tibia.
“En plus des routines d’exercice actuellement utilisées, un exercice de résistance au saut qui fournit des charges dynamiques à fort impact sur les jambes peut aider à prévenir la perte osseuse et à promouvoir la formation d’os lors des missions de vol spatial”, ont déclaré les scientifiques.
Leur article a été publié le 30 juin 2022 dans la revue Scientific Reports.
