Le séjour dans l'espace représente la réalisation d'un rêve séculaire de l'humanité, mais il apporte en même temps d'immenses défis pour l'organisme humain. Dans un environnement de microgravité, loin des conditions connues sur Terre, notre corps commence à se comporter de manières totalement différentes. Les os perdent de leur densité, la masse musculaire diminue, le cœur et les vaisseaux sanguins subissent des adaptations inattendues, et même le système immunitaire change. Ces transformations ne sont pas seulement une curiosité scientifique ; elles affectent directement la santé et le succès des missions des astronautes, en particulier lors de séjours de longue durée dans des lieux comme la Station spatiale internationale (ISS). Cependant, c'est précisément l'étude de ces effets négatifs qui ouvre la voie à des découvertes médicales révolutionnaires ayant le potentiel d'améliorer les soins de santé pour nous tous sur Terre.

L'espace, un laboratoire médical unique

Les recherches de l'Agence spatiale européenne (ESA) ne se limitent pas à assurer la sécurité des astronautes. L'étude des effets des vols spatiaux sur le corps humain offre un aperçu unique des conditions médicales qui affectent des millions de personnes sur notre planète. Des problèmes comme l'ostéoporose, l'atrophie musculaire et les maladies cardiovasculaires se développent sur des années sur Terre, tandis que dans l'espace, des processus similaires se déroulent beaucoup plus rapidement. Cela transforme l'environnement spatial en une sorte de laboratoire médical où les scientifiques peuvent étudier les mécanismes des maladies et tester de nouvelles thérapies en un temps relativement court. Les connaissances acquises en orbite ont le potentiel direct de profiter à tous, de la population âgée confrontée aux conséquences du vieillissement aux patients se remettant de blessures graves ou de maladies de longue durée.

Le programme SciSpacE de l'ESA joue un rôle clé dans ces efforts, rassemblant des scientifiques de toute l'Europe dans le but d'étudier comment les stresseurs spatiaux – l'apesanteur, l'isolement et le rayonnement cosmique – affectent la physiologie humaine. Les recherches sont menées sur deux fronts : directement à bord de la Station spatiale internationale, mais aussi sur Terre à travers ce que l'on appelle des études analogues. Les plus célèbres d'entre elles sont les études d'alitement prolongé (bedrest studies), au cours desquelles des volontaires passent des semaines, voire des mois, allongés avec la tête inclinée vers le bas afin de simuler le plus fidèlement possible les conditions de microgravité, en particulier la redistribution des fluides corporels et l'absence de charge sur le squelette et les muscles.

Au centre : la santé osseuse et cardiaque des astronautes

Dans le cadre de la mission Ignis à bord de la Station spatiale internationale, une série d'expériences européennes clés ont été menées, axées sur des domaines fondamentaux de la santé humaine, principalement la santé osseuse, la fonction cardiovasculaire et la performance musculaire. Deux systèmes sont particulièrement sensibles au manque de gravité : le système osseux et le système cardiovasculaire.

L'une des conséquences les plus marquées du séjour dans l'espace est la perte de masse osseuse. Sans la charge constante que la force de gravité exerce sur Terre, les os perdent du calcium et deviennent plus fragiles à une vitesse incomparablement plus grande que celle des personnes âgées atteintes d'ostéoporose. Une étude intitulée Bone Health examine en détail si les astronautes subissent un type spécifique d'affaiblissement osseux après des missions de courte durée, un phénomène connu sous le nom de Perte Osseuse Post-Retour (Post Re-Entry Bone Loss - PREBL). En collectant des images de densité osseuse, des échantillons de sang et des données sur l'activité, les chercheurs espèrent mieux comprendre comment le squelette récupère après le retour sur Terre et quels sont les mécanismes sous-jacents à ce processus.

En parallèle, l'expérience Bone on ISS s'intéresse aux changements à long terme de la structure osseuse chez les astronautes ayant volé à plusieurs reprises. À l'aide de marqueurs moléculaires sophistiqués, les scientifiques suivent la manière dont les os se remodèlent dans l'espace. L'objectif final de ce projet est de développer un "jumeau numérique de l'os" – un modèle virtuel capable de prédire avec une grande précision comment le système squelettique d'un astronaute réagira aux conditions spatiales. Un tel outil permettrait de créer des contre-mesures et des programmes d'exercices personnalisés, minimisant ainsi le risque de fractures et de dommages à long terme.

L'ESA mène également des recherches intensives sur les effets du vol spatial sur le cœur à travers l'étude Cardio Deconditioning. En microgravité, le cœur n'a pas à travailler aussi dur pour pomper le sang dans le corps, ce qui peut entraîner avec le temps sa diminution et une perte de capacité. Les scientifiques utilisent des techniques d'imagerie avancées, telles que l'imagerie par résonance magnétique et l'échographie, et comparent les données des missions spatiales avec celles des études d'alitement sur Terre pour comprendre comment le séjour dans l'espace et l'exposition aux radiations affectent la santé cardiovasculaire. Ces connaissances aident non seulement à protéger les astronautes, mais fournissent également des informations précieuses pour le traitement des maladies cardiaques sur Terre.

Lutte contre l'atrophie musculaire : des solutions innovantes venues de l'orbite

Avec les os, les muscles sont parmi les premiers touchés en état d'apesanteur. Sans la nécessité de s'opposer à la gravité à chaque mouvement, les fibres musculaires commencent rapidement à se dégrader, ce qui entraîne une perte significative de masse et de force. Pour relever ce défi, l'ESA teste une technique innovante connue sous le nom de stimulation électrique neuromusculaire (NMES). Cette méthode applique des impulsions électriques douces et contrôlées aux muscles des jambes, stimulant leur contraction sans effort conscient de l'astronaute. L'objectif est de maintenir la force, l'endurance et la masse musculaire pendant les vols de longue durée, réduisant ainsi le temps nécessaire à la rééducation au retour.

L'expérience nommée Muscle Stimulation, à laquelle ont également participé des astronautes comme Matthias Maurer, comprend un ensemble complet d'évaluations, de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'analyse de la microcirculation à la prise d'échantillons de sang, afin d'évaluer avec précision l'efficacité de la NMES dans l'espace. L'astronaute polonais Sławosz Uznański a également mené une série d'expériences liées à la physiologie humaine lors de son séjour dans le module Columbus. Le potentiel de la technologie NMES est également énorme sur Terre – elle pourrait aider les patients à mobilité réduite, les personnes en convalescence après une opération ou une blessure, ainsi que la population âgée dans la lutte contre la sarcopénie, c'est-à-dire la perte de masse musculaire liée à l'âge.

De l'espace à la Terre : des bénéfices concrets pour la santé mondiale

Toutes ces recherches, des os et des muscles au cœur et aux cellules, font partie d'un objectif plus large : rendre l'exploration humaine de l'espace plus sûre et plus durable pour les générations futures qui voyageront vers la Lune, Mars et au-delà. Cependant, elles reflètent en même temps l'immense valeur de la science spatiale pour l'humanité. En observant le corps humain dans l'environnement extrême de l'espace, l'ESA découvre de nouvelles connaissances qui contribuent directement à l'amélioration des soins de santé sur Terre. Le travail effectué à bord de la Station spatiale internationale repousse les limites de la science. Il ne nous prépare pas seulement à la vie au-delà de notre planète – il nous aide à vivre plus sainement ici même, chez nous.

Source: Agence Spatiale Européenne