La hipergravedad se define como la condición en la que la fuerza de la gravedad supera a la de la superficie de la Tierra . [1] Esto se expresa como mayor de 1 g . Las condiciones de hipergravedad se crean en la Tierra para la investigación de la fisiología humana en el combate aéreo y los vuelos espaciales, así como para la prueba de materiales y equipos para misiones espaciales. Investigadores de la Agencia Espacial Europea (ESA) están estudiando la fabricación de álabes de turbina de aluminuro de titanio en 20 g a través de una centrífuga de gran diámetro (LDC) de 8 metros de ancho . [2]
Hipergravedad como entrenamiento
Los investigadores calcularon a partir de un experimento de pérdida de peso que el uso de pesas en los tobillos de 2,3 kg (5 libras) y 1,1 kg (2,5 libras) en las muñecas tendría un 14% de mejora en la quema de calorías NEAT al realizar las tareas del hogar. Las métricas de atletismo y baloncesto (principalmente pliométricos ) mejoraron en un 8-25% principalmente dependiendo de si los sujetos usaron chalecos con peso todo el día o solo durante el entrenamiento, pero el efecto desapareció después de un mes de no usar el entrenamiento de hipergravedad.
Bacterias
Los científicos de la NASA que observaron los impactos de meteoritos descubrieron que la mayoría de las cepas de bacterias podían reproducirse bajo presiones superiores a los 7.500 g . [3]
Una investigación reciente llevada a cabo sobre extremófilos en Japón involucró a una variedad de bacterias, incluidas Escherichia coli y Paracoccus denitrificans, que estaban sujetas a condiciones de gravedad extrema. Las bacterias se cultivaron mientras se giraban en una ultracentrífuga a altas velocidades correspondientes a 403.627 g . Otro estudio que se ha publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, informa que algunas bacterias pueden existir incluso en una "hipergravedad" extrema. En otras palabras, todavía pueden vivir y reproducirse a pesar de las fuerzas gravitacionales que son 400.000 veces mayores que las que se sienten aquí en la Tierra. Paracoccus denitrificans fue una de las bacterias que mostró no solo supervivencia sino también un crecimiento celular robusto en estas condiciones de hiperacceleración que generalmente se encuentran solo en ambientes cósmicos, como en estrellas muy masivas o en las ondas de choque de las supernovas . El análisis mostró que el pequeño tamaño de las células procariotas es esencial para un crecimiento exitoso en condiciones de hipergravedad. La investigación tiene implicaciones sobre la viabilidad de la existencia de exobacterias y panspermia . Una preocupación de esta práctica es el giro rápido. Si alguien mueve la cabeza demasiado rápido mientras está dentro de una centrífuga de movimiento rápido, es posible que se sienta incómodo como si estuviera dando tumbos. Esto puede suceder cuando los fluidos que detectan el equilibrio en los canales semicirculares del oído interno se "confunden". Algunos experimentos que utilizan centrífugas a menudo incluyen dispositivos que fijan las cabezas de los sujetos en su lugar para evitar esa ilusión. Sin embargo, viajar por el espacio con la cabeza fija en su lugar no es práctico. [4] [5]
Efectos sobre la síntesis de materiales
Las condiciones de alta gravedad generadas por la centrífuga se aplican en la industria química, la fundición y la síntesis de materiales. [6] [7] [8] [9] La convección y la transferencia de masa se ven muy afectadas por la condición gravitacional. Los investigadores informaron que el alto nivel de gravedad puede afectar eficazmente la composición de las fases y la morfología de los productos. [6]
Efectos sobre la tasa de envejecimiento de las ratas.
Desde que Pearl propuso la teoría del envejecimiento de la tasa de vida, numerosos estudios han demostrado su validez en poiquilotermos. En los mamíferos, sin embargo, todavía falta una demostración experimental satisfactoria porque un aumento impuesto externamente de la tasa metabólica basal de estos animales (por ejemplo, al colocarlos en el frío) suele ir acompañado de alteraciones homeostáticas generales y estrés. El presente estudio se basó en el hallazgo de que las ratas expuestas a un leve aumento de la gravedad son capaces de adaptarse con poco estrés crónico pero con un mayor nivel de gasto metabólico basal (aumento de la "tasa de vida"). La tasa de envejecimiento de ratas de 17 meses que habían estado expuestas a 3,14 g en una centrifugadora para animales durante 8 meses fue mayor que la de los controles, como lo demuestra el contenido aparentemente elevado de lipofuscina en el corazón y el riñón, el número reducido y el tamaño aumentado de las mitocondrias de tejido cardíaco y respiración de las mitocondrias inferiores del hígado ('eficiencia' reducida: proporción ADP: 0 20% más grande, P menor que 0.01; 'velocidad' reducida: proporción de control respiratorio inferior 8%, P menor que 0.05). [10] La ingesta de alimentos en estado estacionario por día por kg de peso corporal, que es presumiblemente proporcional a la 'tasa de vida' o al gasto metabólico basal específico, fue aproximadamente un 18% más alta que en los controles (P menos de 0.01) después de una dosis inicial de 2- período de adaptación del mes. Finalmente, aunque la mitad de los animales centrifugados vivió solo un poco más corto que los controles (promedio de 343 frente a 364 días en la centrifugadora, diferencia estadísticamente no significativa), la mitad restante (supervivientes más largos) vivió en la centrifugadora un promedio de 520 días (rango 483–572) en comparación con un promedio de 574 días (rango 502–615) para los controles, calculado desde el inicio de la centrifugación, o un 11% más corto (P menor que 0.01). Por lo tanto, estos resultados muestran que un aumento moderado del nivel de metabolismo basal de ratas adultas jóvenes adaptadas a la hipergravedad en comparación con los controles en gravedad normal se acompaña de un aumento aproximadamente similar en la tasa de envejecimiento de los órganos y una reducción de la supervivencia, de acuerdo con Pearl's tasa de vida teoría del envejecimiento, previamente demostrada experimentalmente solo en poiquilotermos.
Efectos sobre el comportamiento de ratas adultas
Se evaluaron crías de ratas gestantes expuestas a hipergravedad (1,8 g ) o gravedad normal en el período perinatal. [11] En comparación con los controles, el grupo de hipergravedad tuvo latencias más cortas antes de elegir un brazo de laberinto en un laberinto en T y menos golpes exploratorios en un tablero de agujeros. Durante los encuentros diádicos, el grupo de hipergravedad tuvo un menor número de episodios de auto-aseo y latencias más cortas antes de cruzar debajo de la rata opuesta.
Referencias
- ^ "Definición de especialidad: hipergravedad" . Diccionario en línea de Websters . Consultado el 29 de abril de 2011 .
- ^ esa. "La centrífuga de gran diámetro" .
- ^ http://www.universetoday.com/89416/hypergravity/ [ se necesita una cita completa ]
- ^ Than, Ker (25 de abril de 2011). "Las bacterias crecen por debajo de 400.000 veces la gravedad de la tierra" . National Geographic- Daily News . Sociedad Geográfica Nacional . Consultado el 28 de abril de 2011 .
- ^ Deguchi, Shigeru; Hirokazu Shimoshige; Mikiko Tsudome; Sada-atsu Mukai; Robert W. Corkery; Susumu Ito; Koki Horikoshi (2011). "Crecimiento microbiano en hiperacceleraciones hasta 403.627 × g " . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 108 (19): 7997–8002. Código Bibliográfico : 2011PNAS..108.7997D . doi : 10.1073 / pnas.1018027108 . PMC 3093466 . PMID 21518884 .
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enlaces externos
- El tirón de la hipergravedad
- Economos, AC; Miquel, J; Ballard, RC; Blunden, M; Lindseth, KA; Fleming, J; Philpott, DE; Oyama, J (1982). "Efectos del aumento de la gravedad simulado sobre la tasa de envejecimiento de las ratas: implicaciones para la teoría del envejecimiento de la tasa de vida". Arch Gerontol Geriatr . 1 (4): 349–63. doi : 10.1016 / 0167-4943 (82) 90035-8 . PMID 7186330 .