Hipergravedad

La hipergravedad se define como la condición en la que la fuerza de gravedad (real o percibida) supera la de la superficie terrestre . ^{[ 1 ]} Esto se expresa como mayor que 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 explorando la fabricación de álabes de turbina de aluminuro de titanio a 20 g mediante una centrífuga de gran diámetro (LDC) de 8 metros de ancho . ^{[ 2 ]}  

Científicos de la NASA que estudian impactos de meteoritos descubrieron que la mayoría de las cepas de bacterias pudieron reproducirse bajo una aceleración superior a 7500 g . ^{[ 3 ]} 

Una investigación reciente realizada en Japón sobre extremófilos involucró a diversas bacterias, incluyendo Escherichia coli y Paracoccus denitrificans, sometidas a condiciones de gravedad extrema. Las bacterias se cultivaron mientras giraban en una ultracentrífuga a altas velocidades, equivalentes a 403.627 g . Otro estudio, publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , informa que algunas bacterias pueden existir incluso en condiciones de hipergravedad extrema. En otras palabras, pueden vivir y reproducirse a pesar de fuerzas gravitacionales 400.000 veces mayores que las que se experimentan en la Tierra. Paracoccus denitrificans fue una de las bacterias que no solo sobrevivió, sino que también mostró un crecimiento celular robusto bajo estas condiciones de hiperaceleración, que generalmente solo se encuentran en entornos cósmicos, como en estrellas muy masivas o en las ondas de choque de las supernovas . El análisis demostró que el pequeño tamaño de las células procariotas es esencial para un crecimiento exitoso bajo hipergravedad. La investigación tiene implicaciones sobre la viabilidad de la existencia de exobacterias y la panspermia . 

Las condiciones de alta gravedad generadas por la centrífuga se aplican en la industria química, la fundición y la síntesis de materiales. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} La convección y la transferencia de masa se ven muy afectadas por la gravedad. Los investigadores informaron que el alto nivel de gravedad puede afectar eficazmente la composición de fase y la morfología de los productos. ^{[ 4 ]}

Véase Fuerza G: Tolerancia humana

Desde que Pearl propuso la teoría del envejecimiento basada en la tasa de vida , numerosos estudios han demostrado su validez en poiquilotermos. Sin embargo, en mamíferos aún no se cuenta con una demostración experimental satisfactoria, ya que un aumento externo de la tasa metabólica basal de estos animales (por ejemplo, al exponerlos al frío) suele ir acompañado de una alteración homeostática general y estrés. El presente estudio se basó en el hallazgo de que las ratas expuestas a una gravedad ligeramente mayor son capaces de adaptarse con poco estrés crónico, pero con un mayor gasto metabólico basal (mayor "tasa de vida"). La tasa de envejecimiento de ratas de 17 meses de edad que habían estado expuestas a 3,14 g en una centrífuga para animales durante 8 meses fue mayor que la de los controles como lo demuestra el contenido de lipofuscina aparentemente elevado en el corazón y el riñón, la reducción del número y el aumento del tamaño de las mitocondrias del tejido cardíaco y la respiración mitocondrial hepática inferior (reducción de la 'eficiencia': relación ADP: 0 un 20 % mayor, P < 0,01; reducción de la 'velocidad': relación de control respiratorio un 8 % menor, P < 0,05). ^{[ 8 ]} La ingesta de alimentos en estado estacionario por día por kg de peso corporal, que presumiblemente es proporcional a la 'tasa de vida' o al gasto metabólico basal específico, fue aproximadamente un 18 % mayor que en los controles (P < 0,01) después de un período de adaptación inicial de 2 meses. Finalmente, aunque la mitad de los animales centrifugados vivieron solo un poco menos que los controles (un promedio de aproximadamente 343 frente a 364 días en la centrífuga, diferencia estadísticamente no significativa), la otra mitad (los que sobrevivieron más tiempo) vivió en la centrífuga 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% menos (P < 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, en concordancia con la teoría de la tasa de vida del envejecimiento de Pearl, previamente demostrada experimentalmente solo en poiquilotermos. 

Se evaluaron crías de ratas gestantes expuestas a hipergravedad (1,8 g ) o a gravedad normal durante el período perinatal. ^{[ 9 ]} En comparación con los controles, el grupo de hipergravedad presentó latencias más cortas antes de elegir un brazo en un laberinto en T y menos exploraciones en un tablero de agujeros. Durante los encuentros diádicos, el grupo de hipergravedad presentó un menor número de episodios de acicalamiento y latencias más cortas antes de cruzar por debajo de la rata opuesta. 

• fuerza g#Tolerancia humana

• La atracción de la hipergravedad
• Economos, AC; Miquel, J; Ballard, RC; Blunden, M; Lindseth, KA; Fleming, J; Philpott, DE; Oyama, J (1982). "Efectos de la gravedad simulada aumentada en la tasa de envejecimiento de ratas: implicaciones para la teoría de la tasa de vida del envejecimiento". Arch Gerontol Geriatr . 1 (4): 349– 63. doi : 10.1016/0167-4943(82)90035-8 . PMID 7186330 .