Abstrato

Destaques na investigação sobre gravidade

Scarlett H.

Ao longo das nossas vidas, somos derrubados por uma força. Ela segue-nos para todo o lado: nas montanhas, no subsolo das cavernas, na rua, no autocarro e no avião. Não pode ser protegido da mesma forma que os campos elétricos e magnéticos. Não é como a eletricidade, pois não pode ser ligada ou desligada. A gravidade é essa força. A causa da gravidade, segundo Isaac Newton, é a massa. Qualquer corpo portador de massa atrai outros corpos portadores de massa [1]. A força de atração está relacionada com o produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos. A lei da gravidade de Newton é útil para calcular as órbitas dos planetas e na vida quotidiana. A “microgravidade” não é uma ciência, como alguns presumem, mas um ambiente específico onde a ciência é frequentemente realizada. A principal razão por detrás da realização de ciências básicas sob tais condições de microgravidade, queda livre ou quase ausência de gravidade é, de facto, que a carga está longe da massa. Isto leva a menos stress mecânico dentro de um sistema, menos ou quase nenhuma convecção, diferenças de pressão reduzidas dentro de um sistema, etc. , como a termo- convecção capilar de Bénard-Marangoni ou convecções de Gibbs-Marangoni dominadas pela tensão superficial, fluxos capilares, fenómenos de conjuntura e muitas outras questões relacionadas em ciências físicas e engenharia. Os itens de estudo incluem colóides, emulsões, espumas, cristais líquidos, plasmas empoeirados, chamas/combustão ou material granular, e também física de partículas elementares, por exemplo, condensados ??de Bose-Einstein, ou processos mais volumosos, como a solidificação de ligas. Albert Einstein era de opinião que não era esse o caso. A gravidade não se enquadrava na sua teoria da relatividade como força. Como resultado, assumiu que a gravidade é uma curvatura do espaço e não uma força. A curvatura é provocada pela massa. Estudos extensivos sobre a forma como a luz se curva perto do Sol revelaram que o espaço é realmente curvo. No entanto, vivenciamos diariamente a força da gravidade, que devemos combater ao levantar objetos de grandes dimensões. Estamos alheios à curvatura do espaço. Temos ciências operacionais onde temos de lidar com o ambiente de microgravidade, para além de ciências básicas onde empregamos o ambiente de microgravidade. Nas ciências operacionais, também conhecidas como ciências aplicadas, é necessário construir e aplicar métodos para os setores das ciências físicas e biológicas que facilitem a vida num tal ambiente. Por exemplo, todos os sistemas fluídicos e bifásicos devem funcionar sem o efeito de sedimentação da gravidade em todos os tipos de sistemas cheios de fluido em estações espaciais, bem como em tanques de combustível para outros satélites [2]. Além disso, os indivíduos devem estar preparados para trabalhar num sistema em queda livre no futuro. No entanto, quando se trata da saúde humana, esta última coloca questões importantes. Muitas das chamadas "contra-medidas" foram concebidas para impedir que a fisiologia humana entrasse num estado.Perturbações como osteoporose e sarcopenia, descondicionamento cardiovascular, desempenho cognitivo prejudicado, síndrome neuroocular associada ao voo espacial (SANS), sensibilidade imunitária reduzida, cálculos renais, perda de qualidade e duração do sono, dor lombar, problemas de equilíbrio e coordenação pós-voo, e intolerância ortostática ou compressão espinal com lesão do disco intervertebral são observadas em cosmonautas, astronautas e taikonautas. Alguns poderão questionar se a actual falta de terapias de microgravidade adequadas está em conformidade com os padrões éticos laborais e legais. Esta nova revista estaria ainda disponível para receber manuscritos relativos ao evento e teste de instrumentos relativos à mitigação ou “recuperação” total da microgravidade crónica e das transições gravitacionais. Além, por exemplo, de dispositivos de treino de alto impacto ou de pressão negativa da parte inferior do corpo (LBNP), exploraríamos o uso de centrífugas para realmente gerar gravidade artificial durante o voo. Os sistemas de braço curto são os mais evidentes, embora tais sistemas gerem um gradiente de gravidade corporal acentuado, e nem todos os órgãos possam também ser expostos a um nível de gravidade suficiente. Também se pode verificar a rotação de toda a nave espacial. Nestes sistemas, existe um nível de gravidade distribuído de forma mais uniforme e, por isso, os sujeitos estão cronicamente expostos à gravidade sintética, como na Terra. No entanto, tais sistemas requerem compreensão sobre a rotação de longa duração tanto para humanos como para engenharia. As instalações terrestres podem estar habituadas a abordar estas questões relacionadas com o voo num momento equivalente, uma vez que abordam a utilização de sistemas de cuidados de saúde (por exemplo, envelhecimento e obesidade) e aplicações relacionadas com o atletismo. O impacto da gravidade em sistemas pequenos e de baixa massa continua a ser intrigante. Há bastante meio século, Pollard publicou um artigo indicando que, do ponto de vista da biofísica, não se espera que a ausência de gravidade tenha um grande efeito na extensão de uma célula. Possíveis “gravissensores” numa célula não especializada podem ser as mitocôndrias ou o nucléolo. Mais tarde, Todd (1989) e Albrecht-Buehler (1991) publicaram artigos interessantes, ainda bastante relevantes, abordando uma série de forças que estão envolvidas a um nível celular de pequena escala e compararam-nas com a força da gravidade nessa microescala [3] . Portanto, embora existam numerosas experiências no espaço e no fundo mostrando o efeito da gravidade, ou a falta dela, nas células, o mecanismo de detecção específico em células não especializadas ainda não foi descrito. Num modelo in vitro de célula única de monocamada com um diâmetro de 10 μm, a energia gravitacional de um peso claro de 0,5 pN a uma distância média do raio (5 μm) acima do ponto inferior da célula é de ~ 500 kT, em que k é a constante de Boltzmann e T é a temperatura. Estas são forças e energias pequenas em comparação com outras forças intra e extracelulares. Instrumentos como lasers de femtossegundos, microscópios com modalidades de imagem melhoradas, como FLIM ou FRET,microscópios de força atómica, pinças ópticas ou técnicas de microaspiração, especialmente em células não especializadas, poderão desempenhar um papel significativo na procura de uma mecanossensorial gravitacional. Sistemas como o FLUMIAS, o módulo de microscopia de luz solar ou os leitores de placas adaptados ao microscópio JAXA ou equivalentes, que podem ser bastante ilustrativos em relação a alterações ou interações conformacionais moleculares, por exemplo, com leitores de placas ou o leitor de placas Nano Racks, sistemas de micro-RMN ou sondas in vivo específicas que refletem propriedades biofísicas em moléculas com base no seu ambiente extramolecular. São realizados inúmeros estudos para explorar o efeito do peso ou quase ausência de peso nas células. Estes estudos são, parcialmente impulsionados por técnicas contemporâneas, focados nos efeitos genéticos, embora isto esteja frequentemente a caminhar cada vez mais para a proteómica/metabolómica e, portanto, para a fisiologia real, embora seja possível que fenótipos adaptados ou, por vezes, alterações patológicas sejam frequentemente observados. Destas descobertas são na área da mecanotransdução e mecanoadaptação, enquanto que o graal e o grande desafio neste campo seria localizar um gravissensor (se é que tal coisa existe). A maioria dos efeitos relatados a partir da investigação da gravidade alterada na biologia celular deveria começar, em algum momento, com uma mudança mecânica, conformacional ou de frequência dentro do sistema. É este sensor gravi ou mecânico que deve ser identificado. Para tal, são necessárias oportunidades e tecnologias de investigação em voo mais avançadas, o que é análogo ao que é utilizado no sector da biomecânica, especialmente na biomecânica molecular, celular e dos tecidos, mas também ao nível dos órgãos e organismos.com uma mudança mecânica, conformacional ou de frequência dentro do sistema. É este sensor gravi ou mecânico que deve ser identificado. Para tal, são necessárias oportunidades e tecnologias de investigação em voo mais avançadas, o que é análogo ao que é utilizado no sector da biomecânica, especialmente na biomecânica molecular, celular e dos tecidos, mas também ao nível dos órgãos e organismos.com uma mudança mecânica, conformacional ou de frequência dentro do sistema. É este sensor gravi ou mecânico que deve ser identificado. Para tal, são necessárias oportunidades e tecnologias de investigação em voo mais avançadas, o que é análogo ao que é utilizado no sector da biomecânica, especialmente na biomecânica molecular, celular e de tecidos, mas também ao nível dos órgãos e organismos.