S’informer

Depuis le vol inaugural de Youri Gagarine en 1961, près de 600 personnes sont allées dans l’espace. La poursuite des activités actuelles et les ambitions de colonisation spatiale vont continuer de faire croître ce nombre. Ces hommes et ces femmes qui partent en (très) bonne santé doivent le rester pendant et après leur mission. Si l’absence de pesanteur est un des éléments les plus contraignants, il n’est pas le seul. Les situations de confinement et d’isolement peuvent être à l’origine de troubles psychologiques ; l’exposition à un niveau élevé de radiations implique des effets biologiques encore peu connus ; les conditions de vie (température, humidité, contaminants…) à bord des véhicules apportent également leur lot de risque. Ce sont autant de facteurs sur lesquels la recherche médicale spatiale se penche. Et plus on voit loin, plus les complications et risques augmentent. La phase de lancement, la vie dans un environnement spatial, l’adaptation une fois arrivé sur un autre corps céleste… sont autant de situations qu’il faut appréhender différemment au niveau médical. La médecine spatiale est dès lors une branche bien à part de la médecine. Elle consiste à préserver la santé des équipages de missions spatiales, dans un milieu hostile et isolé. Elle s’intéresse alors aux effets physiologiques, pathologiques et psychologiques de l’être humain dans ce nouvel environnement. L’objectif se décline en plusieurs enjeux : étudier et appréhender les effets physiologiques indésirables dus à l’environnement spatial, étudier et donner à l’équipage les moyens de préserver sa santé (équipement adapté, formation, suivi en vol, etc.), garantir un environnement sain pour l’équipage, ainsi qu’accompagner tout problème pouvant survenir lors du vol spatial ou au retour sur Terre.

Préserver la santé des astronautes…mais pas seulement.

Là où on l’attend peut-être moins, mais où pourtant son apport est immense, c’est sur Terre. La médecine spatiale et l’ensemble des recherches associées pour la faire avancer, pour garantir la santé et les performances des astronautes dans l’espace, induisent un transfert vers la médecine terrestre, sous la forme de progrès techniques ou thérapeutiques. L’espace est un champ d’investigation unique. Il peut être considéré comme un modèle d’hyper-sédentarité ou, pour certains systèmes physiologiques, comme un modèle de vieillissement accéléré, mais réversible. Une part importante des maladies chroniques et des décès est liée au mode de vie, et en particulier à l’inactivité physique. Comprendre les déterminants génétiques et environnementaux d’un vieillissement sain est ainsi un objectif majeur de santé publique. Toutes les recherches réalisées en médecine spatiale sont des recherches duales : elles utilisent les modèles spatiaux ou bien l’environnement spatial pour accélérer les recherches médicales sur des troubles terrestres similaires (ex : ostéoporose, sarcopénie[1]…). On peut citer, par exemple, des études menées sur la perte des capacités sensorielles et motrices qui peuvent conduire à des troubles d’équilibre, et qui se traduisent sur Terre par un risque de chute chez les personnes âgées.

[1] Ostéoporose : diminution de la densité osseuse. Sarcopénie : diminution des capacités musculaires.

L’alitement anti-orthostatique (également appelé “bed rest”) est le modèle historiquement utilisé pour simuler l’impesanteur au sol.

Qui n’a pas rêvé de rester au lit des jours entiers ? Certains se sont portés volontaires pour y rester plusieurs semaines…mais pour les besoins de la science ! L’alitement prolongé a été mis au point en 1976, en URSS. C’est le modèle de simulation de l’impesanteur le plus couramment utilisé ; il consiste à coucher un volontaire en position anti-orthostatique, c’est-à-dire tête en bas (en inclinant le lit, pieds surélevés), pour se rapprocher au plus près de ce que vit l’astronaute. La norme est aujourd’hui un alitement à -6°. Dans les faits, ce sont en général entre 20 et 24 volontaires qui participent à chacune de ces études (en 2 campagnes). Sans quitter leur lit, ces volontaires sont suivis par de nombreuses équipes scientifiques à travers différents protocoles sélectionnés par les agences spatiales. Ils réalisent des batteries de tests en fonction des domaines étudiés, qui varient selon les études. Ce peut être l’étude des capacités physiques, de la fonction cardiaque et de la circulation sanguine, des structures et fonctions musculaires et osseuses, des besoins énergétiques et nutritionnels, du système immunitaire, de la régulation hormonale, des réflexes et de l’équilibre ou encore du bien-être et des impacts psychologiques. Lors de chaque étude, en plus de l’alitement, des périodes de près et post-alitement sont incluses pour mesurer et comparer les paramètres physiologiques de base de chacun des volontaires. Enfin, la nourriture est très contrôlée pour évaluer l’impact de l’alimentation sur les résultats de l’étude.

Pourquoi un alitement à -6° ?
Après plusieurs décennies de pratique et plusieurs études réalisées avec des inclinaisons variant de 0 à -15°, notamment avec le concours d’astronautes ayant rapporté les sensations ressenties, il a été déterminé que l’inclinaison de -6° simule de façon optimale les effets de la micropesanteur spatiale sur le corps humain. Cette position induit en effet une migration des liquides de l’organisme vers la partie supérieure du corps, comme on l’observe dans l’espace. Cette position est désormais la norme pour les études d’alitement de simulation de micropesanteur. D’autres inclinaisons sont utilisées pour simuler les effets d’une exposition à des niveaux de gravité partielle.

L’immersion sèche : immergé, mais au sec !

L’immersion sèche est un autre modèle, plus récent, qui nous vient une nouvelle fois des Russes et qui a été déployé pour la première fois en France en 2015, dans les locaux de la clinique spatiale de MEDES, à l’occasion d’une étude menée sous la direction du CNES. À première vue, l’immersion sèche ressemble plus ou moins à un spa. L’idée semble tout ce qu’il y a de plus agréable : quelques jours à onduler sur une sorte de matelas flottant ! La réalité est un peu différente, et pour quiconque l’a testé plus de quelques heures, c’est un véritable exercice. Il faut s’habituer à la position, peu naturelle, mais très proche de ce que l’on expérimenterait dans l’espace. On « flotte » donc, et notre corps vit cela de manière assez similaire à celui d’un astronaute. Concrètement, il s’agit d’un bac rempli d’eau avec une bâche étanche sur laquelle s’installe le volontaire. Cette bâche vient ensuite le recouvrir et l’eau s’infiltre dans les interstices de la bâche. Le volontaire se trouve donc alors comme « entre deux eaux ». Il est immergé, mais pas au contact de l’eau, d’où le terme d’immersion sèche. L’intérêt de cette méthode est la simulation d’une absence d’appui. En effet, l’appui étant réparti de manière égale sur toute la surface corporelle, l’organisme interprète cela comme une absence complète d’appui, situation comparable à celle de la micropesanteur réelle. Un autre facteur caractéristique de cette immersion est l’inactivité physique quasi-totale, du fait d’une diminution des mouvements et d’une absence de charge corporelle et de la pression de l’eau. Le modèle d’immersion sèche permet ainsi de reproduire très rapidement les effets de l’impesanteur sur les systèmes sensori-moteur et cardiovasculaire. Le modèle est efficace et très complémentaire de celui de l’alitement. Dans l’eau, les effets sont plus rapides que ceux observés avec le modèle d’alitement sur la même période, mais les données sont également moins nombreuses compte tenu des durées plus courtes.

Les volontaires restent ainsi dans les bacs entre 3 et 10 jours (pour les études les plus récentes), dans une eau à température idéale pour l’organisme. Ils y mangent, y dorment et y réalisent la plupart des tests médicaux. Ils sortent tout de même pour une douche quotidienne et pour se rendre aux toilettes, en position allongée cependant pour ne pas perdre les effets de l’absence de pesanteur simulée.