Après 60 jours au lit, c’est l’heure du lever

Beamscan experiment
Examen par ultrasons de la structure osseuse d'une volontaire WISE
27 novembre 2005

La seconde phase de l’expérience de « bedrest » féminin menée par l’ESA et le CNES touche à sa fin. Les douze volontaires du programme ont commencé à se lever, après deux mois d’alitement continu.

Pour la seconde fois, à la clinique spatiale du MEDES (Institut de Médecine et de Physiologie Spatiale), à Toulouse, douze volontaires féminines européennes ont passé 60 jours en position allongée – sur des lits inclinés à 6°, les pieds légèrement surélevés par rapport à la tête – afin d’induire dans leur organisme des phénomènes similaires à ceux causés par de longues périodes d’impesanteur.

Cette expérience de « bedrest » était effectuée dans le cadre de l’étude WISE (Women International Simulation Experiment), conduite en coopération par l’ESA, le CNES, l’Agence Spatiale Canadienne et la NASA. Un premier groupe de 12 femmes a déjà réalisé une session de « bedrest » de 60 jours entre mars et mai dernier.

L’objectif était de faire subir aux volontaires des conditions s’apparentant à celles subies par les astronautes lors des séjours de longue durée dans l’espace. A terme, l’impesanteur entraîne une perte de masse musculaire, hydrique et osseuse. Il ne s’agit toutefois pas d’étudier spécifiquement ces phénomènes mais plutôt de mettre au point les meilleurs moyens de les combattre. Les volontaires ont donc été divisées en trois groupes afin de tester différents types de contre-mesures : un groupe de référence, un groupe pratiquant des exercices physiques sur des appareillages adaptés à la station couchée et un groupe avec un régime enrichi en suppléments protéiniques.

Pour pouvoir obtenir des résultats statistiques fiables, l’étude devait porter sur 24 femmes, c’est pourquoi un second groupe de 12 volontaires européennes – une Ecossaise, trois Finlandaises, sept Françaises et une Suissesse allemande – a rejoint la clinique spatiale du MEDES en septembre pour la seconde phase du projet.

Deux sessions à l’identique

LBNP Treadmill experiment.
une volontaire se prépare à "courir à l'horizontale" dans un caisson basse pression

« Un des grands défis de cette expérience a été de reproduire exactement les mêmes procédures et les mêmes expérimentations sur les deux groupes de volontaires afin d’assurer la cohérence des résultats », estime Peter Jost, coordonnateur du projet à l’ESA.

« Nous nous sommes attachés à refaire la même chose, avec les mêmes personnes affectées aux mêmes tâches », note Arnaud Beck, médecin coordinateur de l’étude au MEDES.

Si le programme suivi par les 12 volontaires de cette seconde session est scrupuleusement identique à celui de la première session, en revanche un effort a été apporté par les cuisines du CHU de Rangueil sur la qualité des repas afin de les rendre plus appétissants sans en altérer la valeur nutritive, mesurée au plus près.

« Pour entretenir leur santé osseuse, les volontaires consomment une grande quantité de fruits et légumes », explique Peter Jost, « mais nous devons tenir compte de leur capacité gastrique qui est réduite du fait de la remontée de l’estomac dans la cage thoracique en position allongée ». Dans ces conditions où le repas en lui-même est difficile il était donc vital de parvenir à le rendre le plus agréable possible.

L’information des volontaires a également été aménagée et un interprète à temps plein a été associé à l’équipe médicale, ce qui a facilité la gestion de quelques subtilités culturelles. Résultat : une équipe de volontaires très motivée, bien consciente de l’importance scientifique de l’étude et de la nécessité de certaines expérimentations ou de certaines restrictions.

Au cours de ces deux mois, les douze volontaires n’ont pas chômé. Entre les examens médicaux, le suivi psychologique et les exercices physiques pour le groupe de quatre qui expérimentait ce type de contre-mesures, elles ont aussi pu suivre des cours de langue ou même de dessin et ont reçu quelques visites, dont celle de l’explorateur Stéphane Lévin, spécialiste des conditions extrêmes. Elles ont également rencontré les douze volontaires de la première session, de retour à Toulouse pour une série d’examens, six mois après leur retour à la vie normale.

Les astronautes en visite

Roberto Vittori en visite à la Clinique Spatiale du MEDES
Roberto Vittori rend visite aux volontaires WISE

La semaine dernière, deux astronautes de l’ESA sont passés leur faire partager leur expérience spatiale. Le premier a été l’italien Roberto Vittori, qui a volé deux fois à bord de Soyouz vers la Station Spatiale Internationale et venait à Toulouse pour une conférence sur les futures missions à destination de Mars. Trois jours plus tard c’était le tour du français Michel Tognini, directeur de l’EAC (Centre des Astronautes Européens), à Cologne, et vétéran de deux vols, un sur Soyouz vers la station Mir et l’autre sur la navette Columbia.

« C’est amusant de voir comment elles ont organisé leur petit espace personnel autour de leur lit, avec leur ordinateur portable et tous les objets usuels à portée de la main » a relevé Roberto Vittori. « Cela ressemble beaucoup à nos conditions de vie dans l’ISS. Là-haut aussi nous vivons en isolation. L’ordinateur portable est un élément essentiel de notre vie quotidienne et pas seulement pour le travail ».

« En impesanteur, nous flottons et nous perdons de la masse musculaire et osseuse » a rappelé Roberto Vittori « c’est un peu comme si nous étions à mi-chemin de l’oiseau et du poisson ». L’analogie est intéressante, selon Peter Jost, pour qui c’est une forme d’évolution inversée : « En sortant de l’eau, nos ancêtres amphibiens ont dû se doter d’une structure osseuse plus solide et de muscles plus puissants pour se déplacer sur la terre ferme. En impesanteur, notre corps se réadapte et nous nous débarrassons de ce dont nous n’avons plus besoin ».

Combattre cette tendance physiologique sera une nécessité de premier ordre lorsque les êtres humains quitteront l’espace proche de la Terre pour des vols interplanétaires de plusieurs mois, à l’issue desquels ils devront travailler en scaphandre sur une surface planétaire où ils seront soumis à une gravité. D’autant qu’il leur faudra alors se réadapter à celle-ci loin de toute infrastructure médicale. Pour qu’hommes et femmes puissent être du voyage, les contre-mesures qui seront mises en œuvre devront être validées pour les deux sexes.

Pour Roberto Vittori, qui a déjà fait par deux fois l’expérience de la réadaptation à la pesanteur, l’expérience WISE est « exactement le genre de recherche que nous devons accomplir si nous voulons un jour aller sur Mars ».

« Retour sur Terre »

Bla Lipid experiment
Les volontaires de la campagne WISE ont contribué à de multiples expériences médicales

Avec le lever des volontaires commence une période critique d’examens médicaux pour collecter un grand nombre de données lors de leur « retour à la vie terrestre ».

A la fin de leur alitement, les candidates de la première session avaient perdu de la masse osseuse mais pas suffisamment pour que l’on puisse parler d’ostéoporose. « Elles se situaient plutôt dans le bas des valeurs normales » explique Arnaud Beck. « En six mois, la plupart avaient récupéré leur valeur nominale ».

Dans le même temps, elles avaient perdu de 3 à 4 kg de muscles, principalement dans le bas du corps et surtout dans les muscles extenseurs (qui servent à se tenir debout) et moins dans les fléchisseurs (qui servent à plier les membres). La vitesse de récupération dépend des organes considérés. Elle se compte en jours pour certains, en mois pour d’autres. Après trois semaines de rééducation, la plupart des volontaires se sentaient en pleine forme et prêtes à reprendre une vie quotidienne parfaitement normale. Toutes ont pu marcher dans les 24 heures (parfois avec quelque déséquilibre) et elles ont été autorisées à courir au bout de trois jours pour des examens. « La marche est plus facile que la station debout, car les muscles aident à la circulation du sang » rapporte Peter Jost. « Evidemment, la sollicitation de muscles qui avaient été mis au repos pendant deux mois a été un peu difficile au début  ».

La meilleure compréhension des mécanismes qui régissent cette adaptation de l’organisme aux conditions d’impesanteur et de pesanteur est indispensable au développement de contre-mesures pour les astronautes, mais ces travaux ont également de nombreuses applications sur Terre. Parmi les sujets des investigations menées lors de l’étude WISE on trouve ainsi la lutte contre l’ostéoporose et contre le « syndrome métabolique » qui fragilise la santé des travailleurs sédentaires ne pratiquant pas d’activité physique ou encore la réhabilitation médicale des patients ayant subi des alitements prolongés. « Nous avons même une équipe des Pays-Bas qui étudie la formation des microcaillots sanguins comme ceux qui peuvent être à l’origine de troubles veineux chez les passagers des vols long-courriers restés immobiles pendant plusieurs heures », relève Arnaud Beck.

Dans l’attente des premiers résultats

Alors que la phase active de l’étude touche à sa fin, la fébrilité gagne les douze équipes scientifiques internationales qui cherchent à partager et à croiser leurs résultats. Plusieurs mois leur seront encore nécessaires pour analyser l’ensemble des données recueillies et publier les premiers résultats.

Cette étude en coopération internationale, particulièrement complexe et pluridisciplinaire, a nécessité deux ans de mise en place et constitue à ce jour un franc succès.

Il reste encore beaucoup à apprendre sur la physiologie humaine et sa capacité d’adaptation à un environnement spatial. Comme le rappelle Roberto Vittori : « Une des bases de la recherche scientifique est que l’on ne sait pas toujours ce que l’on va découvrir. Un bon moyen de progresser est de regarder ce que l’on connaît sous une perspective différente. Or, en médecine, la microgravité nous fournit justement ce point de vue différent sur le corps humain ».

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