Risposte cardiometaboliche specifiche per sesso durante la simulazione di microgravità nella immersione a secco VIVALDI dell’Agenzia Spaziale Europea

Perché galleggiare nell’acqua può insegnarci qualcosa sullo spazio e sulla salute

Cosa succede al corpo umano quando la gravità praticamente scompare, come avviene nello spazio? Questa domanda riguarda non solo gli astronauti ma anche le persone sulla Terra che trascorrono lunghi periodi inattive, ad esempio a causa di malattia o invecchiamento. In questo studio i ricercatori hanno usato un ingegnoso protocollo terrestre chiamato immersione a secco, in cui i volontari giacciono per cinque giorni in una vasca di acqua calda avvolti in un tessuto impermeabile in modo da non bagnarsi. Questo allestimento imita da vicino alcuni effetti della assenza di peso, permettendo agli scienziati di seguire come cuore, sangue, metabolismo, muscoli, ossa e vasi sanguigni si adattano sia nelle donne sia negli uomini.

Una vasca che simula l’assenza di peso

L’immersione a secco elimina la pressione abituale dovuta al peso corporeo e causa uno spostamento dei liquidi dal distretto delle gambe verso torace e testa, simile a quanto accade in orbita. L’Agenzia Spaziale Europea ha condotto due campagne di cinque giorni quasi identiche: una con 18 donne sane e una con 19 uomini sani. Prima, durante e dopo l’immersione il team ha misurato risposte del cuore e della pressione arteriosa, volume ematico e equilibrio dei fluidi, sonno, attività fisica, forza muscolare, lipidi e zuccheri nel sangue, marcatori ossei e segnali dei vasi sanguigni. I volontari sono rimasti rigorosamente a riposo in posizione supina, trasformando l’esperimento in un modello controllato di inattività estrema, ma reversibile.

Come vengono sollecitati cuore e circolazione

Nel giro di poche ore dall’inizio dell’immersione a secco il volume del plasma sanguigno è diminuito di circa un quarto in entrambi i sessi, mentre i liquidi si sono spostati verso l’alto e sono stati poi eliminati con le urine. Questo ha reso il sangue più concentrato e ha ridotto l’acqua corporea totale, in particolare il liquido extracellulare. Il cuore ha reagito aumentando la frequenza cardiaca a riposo e durante esercizi semplici, mentre la sua capacità di pompare al massimo sforzo è diminuita. Quando il team ha testato la tolleranza a uno spostamento accentuato di sangue verso la testa usando un dispositivo che richiama il sangue verso il basso, sia donne sia uomini hanno avuto più difficoltà a farvi fronte dopo l’immersione. Le donne, però, sono state più inclini a raggiungere livelli prossimi allo svenimento sotto maggiore stress emodinamico, e i loro vasi degli arti hanno dovuto costringersi di più per mantenere la pressione arteriosa, suggerendo una resilienza leggermente minore quando la gravità viene riapplicata rapidamente.

Muscoli, metabolismo e lipidi sotto stress

I muscoli delle gambe, sollevati dal compito di sostenere il peso e poco attivi, hanno mostrato chiari segni di rapido decondizionamento. I monitor alle caviglie hanno registrato una diminuzione dei conteggi di movimento giornalieri di dieci-quinci volte, e i test di forza hanno mostrato circa un otto percento di perdita nella forza degli estensori del ginocchio in entrambi i sessi dopo soli cinque giorni. Contemporaneamente, la gestione di zuccheri e grassi da parte dell’organismo si è spostata in direzione sfavorevole. Nei test di tolleranza al glucosio sia donne sia uomini hanno richiesto più insulina per controllare la glicemia, segno di ridotta sensibilità insulinica. Le donne hanno mostrato un calo più marcato della sensibilità all’insulina e un aumento più pronunciato di un indice calcolato correlato al rischio futuro di malattia arteriosa. I livelli a digiuno dei lipidi nel sangue, inclusi trigliceridi e colesterolo “cattivo”, sono aumentati in tutti, e un ormone che normalmente sostiene un metabolismo più sano di grassi e zuccheri è diminuito, soprattutto nelle donne.

Ossa e vasi rispondono al mancato carico

Poiché le ossa non dovevano più sostenere il peso corporeo, anche il loro ciclo di rinnovo interno è cambiato. I marcatori di formazione ossea nel sangue sono scesi costantemente durante i cinque giorni e sono rimasti bassi anche due giorni dopo l’inizio del recupero, mentre i marcatori di degradazione ossea sono aumentati, particolarmente nelle donne. Il calcio ematico è aumentato, coerente con il rilascio di minerale osseo in circolo. Nello stesso tempo, l’endotelio dei vasi ha mostrato segni di attivazione o irritazione lieve, e fattori legati alla neoformazione di vasi sono aumentati in entrambi i sessi. Le vene del polpaccio, invece, sono sembrate meccanicamente preservate, verosimilmente perché la pressione esercitata dall’acqua comprime le gambe inferiori per tutta la durata dell’immersione, una differenza chiave rispetto al vero volo spaziale.

Cosa significa per le future missioni spaziali e per la vita sulla Terra

Nel complesso, cinque giorni di immersione a secco hanno prodotto un rapido e multisistemico stress su cuore, circolazione, metabolismo, muscoli, ossa e rivestimento vasale che è apparso molto simile in donne e uomini, con alcune sfumature rilevanti. Le donne sono risultate leggermente più predisposte all’ipotensione quando lo stress gravitazionale è stato riapplicato, hanno mostrato una perdita precoce di sensibilità insulinica più marcata, un aumento più netto di un indice di rischio lipidico e segnali più forti di degradazione ossea. Questi risultati confermano che l’immersione a secco è uno strumento potente e pratico per studiare come il corpo risponde alla quasi assenza di peso e all’inattività profonda. Mettono inoltre in evidenza la necessità di adattare le strategie protettive, come programmi di esercizio e di nutrizione, per entrambi i sessi man mano che i viaggi spaziali si espandono e mentre i medici cercano modi per contrastare gli effetti nocivi della prolungata inattività qui sulla Terra.

Citazione: Robin, A., Navasiolava, N., Bergouignan, A. et al. Sex-specific cardiometabolic responses during microgravity simulation in European Space Agency VIVALDI dry immersion. Commun Med 6, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43856-026-01540-7

Parole chiave: microgravità, immersione a secco, salute cardiometabolica, differenze di sesso, medicina spaziale