Pourquoi les os des astronautes s'affaiblissent-ils dans l'espace ?

Les os ne sont pas des structures figées : ils se reconstruisent en permanence selon la charge qu'ils supportent, devenant plus denses là où ils portent du poids et plus fins là où ce n'est pas le cas. Sur Terre, la gravité fait que les jambes et la colonne vertébrale sont toujours sous tension, ce qui garde le squelette en équilibre. En orbite, cette charge disparaît, et les astronautes perdent plus de 1 % de leur masse osseuse pour chaque mois passé dans l'espace.

Le mécanisme est la rupture d'un système normalement équilibré. L'os est constamment détruit par des cellules appelées ostéoclastes et reconstruit par des cellules appelées ostéoblastes, et sur Terre les deux restent synchronisées. En microgravité, l'activité des ostéoclastes s'emballe, surtout dans le bassin, qui porte normalement la plus grande charge du corps, tandis que l'activité des ostéoblastes ne suit pas le rythme. Dans une étude, des souris ont montré près du triple du nombre normal de cellules destructrices d'os après seulement seize jours en microgravité, tandis que l'activité de construction osseuse était simultanément freinée. Le résultat ressemble à l'ostéoporose, mais survient bien plus vite : les astronautes à bord de la station Mir perdaient 1 à 2 % de leur os par mois, à peu près autant qu'une personne âgée en un an.

Ce n'est pas qu'un problème esthétique. Le calcium qui s'échappe des os affaiblis fait monter le taux de calcium dans le sang, ce qui peut provoquer des calculs rénaux et une calcification dangereuse des tissus mous. La bonne nouvelle, c'est que contrairement aux personnes atteintes d'ostéoporose, les astronautes finissent par retrouver leur densité osseuse, même si une mission de trois à quatre mois peut demander deux à trois ans de récupération sur Terre, et on ignore encore si l'os récupère complètement.

Les astronautes luttent avec des heures d'exercice. La Station spatiale internationale embarque des tapis de course et un appareil de résistance, et les membres d'équipage s'y entraînent au moins deux heures par jour. L'appareil de résistance ajoute du muscle mais ne fait rien pour la densité osseuse, et l'exercice, essayé depuis les années 1960, n'a pas fait la preuve qu'il arrête la perte osseuse, en partie parce qu'en 2005 aucune étude contrôlée n'avait encore été menée pour le tester.