Aller dans l’espace pour comprendre l’humain sur Terre

Les effets physiologiques sur le corps humain d’un séjour dans un vaisseau spatial ne sont pas uniquement dus à l’apesanteur.
«Les voyages dans l’espace apparaissent comme un modèle accéléré des conséquences de l’inactivité physique sur l’organisme humain ici, sur Terre, souligne le Dr Marie-Pierre Bareille, coordinatrice des études de simulation spatiale au Medes (Institut de médecine et de physiologie spatiales). L’observation des astronautes, même si elle nous fait rêver de conquête spatiale, nous permet toujours de nous interroger sur la physiologie terrienne et d’étudier des solutions applicables à tous.»

Vieillissement prématuré des artères

Dès les premiers voyages dans l’espace, les scientifiques avaient pu observer des modifications physiologiques chez les astronautes à leur retour sur Terre, liées à la micro-gravité. Perte osseuse, fonte musculaire et déconditionnement cardio-vasculaire: autant de symptômes observés également chez l’humain vieillissant et qui ont fait espérer que les remèdes mis au point pour protéger les cosmonautes de ces maux de l’espace fourniraient une cure de jouvence aux humains d’ici-bas.
Des expérimentations plus récentes ont cependant mis au jour un nouvel élément qui change la donne: le vieillissement prématuré des artères des spationautes n’est que très partiellement lié à la microgravité. Il a en effet été observé au cours d’essais de confinement au long cours réalisés sur Terre, en pleine gravité et semble plutôt lié au stress de la vie en milieu restreint ou encore à une alimentation trop peu diversifiée.
Le sang afflue vers le haut du corps et le cœur
Les humains dans l’espace sont soumis à une impesanteur qui modifie, dès les premières heures, la répartition des fluides dans l’organisme. Le sang afflue vers le haut du corps et le cœur, qui enregistre cette information comme un excès de liquide, déclenche une diminution du volume sanguin de 1,5 litre en moyenne. Aucun problème pour un taïkonaute (astronaute chinois) tant qu’il reste en orbite mais, au retour sur Terre, le volume sanguin n’est plus suffisant pour irriguer le cerveau et la syncope est presque inévitable – 10 à 15 % des spationautes les subissent encore.
Le système cardio-vasculaire n’est en réalité plus adapté aux conditions terrestres. Ce déconditionnement s’applique également aux muscles et au squelette: en l’absence de gravité contre laquelle résister, les muscles perdent leur capacité d’effort et les os, à leur tour, perdent la stimulation constante des muscles nécessaire au fonctionnement des ostéocytes. En l’absence d’exercice physique, la fréquence cardiaque n’augmente pas: l’épithélium des vaisseaux n’est plus stimulé par les forces de frottement et se met en repos. «Il ne produit plus certains facteurs protecteurs vasculaires, avec un risque accru d’athérosclérose », indique le Pr Marc-Antoine Custaud, de l’université d’Angers, qui participe depuis plusieurs années à des études sur les conséquences cardiovasculaires des séjours dans l’espace. Cet effet de vieillissement disparaît en quelques mois après le retour sur Terre. Les astronautes (ceux qui ont voyagé à plus de 100 km de la Terre pour les Américains) subissent par ailleurs certains déséquilibres métaboliques qui favorisent l’athérosclérose, le durcissement de la paroi artérielle ou encore le remplacement de la masse musculaire par de la masse graisseuse.

Apparition d’une résistance à l’insuline

Les essais de confinement réalisés sur Terre ont permis d’observer que certains de ces effets n’étaient pas liés à l’absence de gravité mais à une inactivité physique qui ressemble à un alitement prolongé et aux conditions difficiles de la vie dans un espace restreint avec les mêmes personnes pendant plusieurs mois. Lors des essais de simulation par alitement, les chercheurs observent ainsi l’apparition d’une résistance à l’insuline ou encore d’un déséquilibre d’utilisation des substrats glucidiques et lipidiques qui correspondent aux premières étapes de développement d’un diabète. Certains indicateurs métaboliques ressemblent également à ce qui s’observe chez des sujets de plus de 50 ans, soumis à des facteurs de risque comme le tabac, une alimentation déséquilibrée, un stress important et un manque d’activité physique. «Les cosmonautes (les Russes), qui sont en excellente condition physique sans ces facteurs de risque, sont un modèle assez pur d’inactivité physique en situation de stress psychologique pour mieux comprendre une situation qui peut se retrouver ici-bas», s’enthousiasme le Pr Custaud.
S’il faudra encore quelques années pour comprendre tous les mécanismes responsables de ces modifications, certaines des contre-mesures appliquées aux astronautes peuvent donc, dès aujourd’hui, s’appliquer à tous les humains coincés sur Terre pour améliorer leur santé et, probablement, leur durée de vie. Pour ceux qui s’évaderont vers Mars, le vrai défi ne sera pas de lutter contre la gravité ou les rayonnements mais d’apprendre à supporter les autres dans le tout petit espace d’un vaisseau spatial pendant plusieurs années. Aller et retour!
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