Gyles Lewis
0 
4208
854
W słynnym eksperymencie myślowym Einsteina zwanym paradoksem bliźniaków, bliźniak, który wyruszył w wirowy lot w kosmos, starzał się wolniej niż bliźniak pozostawiony na Ziemi w wyniku dylatacji czasu podczas podróży z prędkością bliską prędkości światła..
Ale naukowcy badający bliźniaczych astronautów NASA w prawdziwym scenariuszu odkryli coś zupełnie przeciwnego: astronauta Scott Kelly mógł się postarzać nieco szybciej w wyniku jego rocznego pobytu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) w porównaniu ze swoim bratem z Ziemi, Markiem.
Pamiętaj, teorie fizyczne Alberta Einsteina są bezpieczne; Scott Kelly nie podróżował nawet blisko prędkości światła. Problemem jest rzeczywistość biologiczna, że życie na orbicie - z zagrożeniami takimi jak promieniowanie, mikrograwitacja, zły sen i ciasnota - może mieć wpływ na organizm, przyspieszając proces starzenia i prawdopodobnie zwiększając ryzyko raka. [7 codziennych rzeczy, które dziwnie się zdarzają w kosmosie]
Na szczęście dla Scotta Kelly'ego i wszystkich innych odważnych dusz wyruszających w kosmos te złe skutki nie wydają się być ekstremalne, a organizm wydaje się być w stanie w większości wyzdrowieć, zgodnie z najdokładniejszą analizą badania bliźniąt NASA, opublikowanego dzisiaj (kwiecień 11) w czasopiśmie Science.
Badanie bliźniaków NASA
Możliwość zbadania jedynych znanych bliźniaków jednojajowych, nie mówiąc już o rodzeństwie, które oboje podróżowali w kosmos, była zbyt wielka, by NASA mogła z niej zrezygnować. Mark odbył cztery misje kosmiczne NASA, z których każda trwała mniej niż dwa tygodnie, i przeszedł na emeryturę w 2011 roku.
Scott odbył również cztery misje kosmiczne NASA, a pierwsze trzy były krótkie. Jednak w przypadku czwartej misji NASA wysłała Scotta do ISS na 342 dni w 2015 r. Celem było zbadanie skutków zdrowotnych długiego lotu kosmicznego, podobnego pod względem długości do dziewięciu miesięcy, jakie zajęłaby podróż na Marsa. Wraz ze Scottem i Markiem NASA znalazła idealne obiekty do testów i kontroli, ponieważ bracia mają to samo DNA.
Bliźnięta były monitorowane przed, w trakcie i po prawie rocznym locie. Opublikowane dzisiaj badanie obejmuje 10 osobnych badań - od góry do dołu, czyli od poznania mózgu i zdrowia wzroku po zmiany w bakteriach jelitowych - przeprowadzonych przez naukowców biomedycznych z uniwersytetu, w większości niezwiązanych z NASA.
Kluczowym odkryciem było to, że Scott w większości wyzdrowiał po roku spędzonym w kosmosie po pełnym roku na Ziemi. Ale to powiedziawszy, było kilka ciekawych obserwacji.
Telomery i promieniowanie
Na orbicie długość telomerów Scotta - czyli czapeczek molekularnych znajdujących się na końcu każdego chromosomu - faktycznie wzrosła, co jest oznaką odwrotnego starzenia. Długość telomerów zwykle spada wraz z wiekiem. To była pierwsza przekonująca obserwacja wydłużania się telomerów, na Ziemi lub w kosmosie, według Susan Bailey, profesor biologii raka radiacyjnego i onkologii na Colorado State University i jednej z głównych badaczy w badaniu..
Jednak Scott stracił te korzyści, gdy wrócił na Ziemię i może w rzeczywistości spowodować trwałe uszkodzenie swoich telomerów, powiedział Bailey. (Nie jest jasne, co spowodowało wydłużenie telomerów Scotta w przestrzeni).
„Średnia długość telomeru Scotta po locie ustabilizowała się do poziomu zbliżonego do jego poziomu przed lotem” - powiedział Bailey. „Jednak po locie miał o wiele więcej krótkich telomerów niż przedtem. I myślę, że to właśnie stąd wynika długoterminowe konsekwencje zdrowotne - prawdopodobnie narażenie na zwiększone ryzyko przyspieszonego starzenia lub związanych z wiekiem patologii, takich jak choroby układu krążenia i niektóre nowotwory ”.
Ponadto, co najmniej rok po locie, Scott miał utrzymujące się zmiany w swoich systemach odpornościowych i naprawie DNA w porównaniu z lotem wstępnym. [7 chorób, o których można dowiedzieć się z testu genetycznego]
„Nie wiemy jeszcze, czy to jest dobre, czy złe, ale możemy powiedzieć, że wydaje się, że proces adaptacji z powrotem do warunków na Ziemi zajmuje trochę czasu” - powiedział Christopher Mason, profesor nadzwyczajny fizjologii i biofizyki na Weill Cornell Medicine z Nowego Jorku, również główny badacz w badaniu.
Mason powiedział, że nie wiadomo również, czy Scott jest narażony na zwiększone ryzyko raka w dłuższej perspektywie w wyniku jego ekspozycji na promieniowanie kosmiczne i słoneczne na pokładzie ISS. Mark i Scott zostali zdiagnozowani i skutecznie leczeni z powodu raka prostaty w 2007 roku, co jest ukłonem w stronę ich podobieństwa genetycznego. Scott jednak opisał potencjalne zagrożenie rakiem ze strony promieniowania kosmicznego jako tykającą w nim bombę zegarową.
Długotrwałe podróże kosmiczne i zdrowie
Pomimo wielkości próby tylko jednej, a może dwóch, NASA Twins Study ma szerokie implikacje dla zrozumienia zagrożeń zdrowotnych związanych z długotrwałymi podróżami kosmicznymi, powiedział Markus Löbrich, profesor biologii promieniowania i naprawy DNA na Politechnice w Darmstadt w Niemcy. Löbrich nie był częścią badania, ale był współautorem towarzyszącego mu artykułu perspektywicznego, również opublikowanego w czasopiśmie Science.
Löbrich powiedział, że niewiele wiadomo o skutkach zdrowotnych podróży kosmicznych, ale NASA Twins Study podjęła pierwsze kroki w ilościowym określeniu ryzyka. Powiedział, że na przykład zmiany telomerów są potencjalnie poważne i mogą być wynikiem promieniowania cząstek. Dawka promieniowania podczas misji na Marsa może być nawet pięć razy wyższa niż na misji ISS, więc NASA musi pomyśleć o sposobach ochrony astronautów podróżujących tam iz powrotem, powiedział..
Ale Robert Zubrin, ekspert w dziedzinie promieniowania, założyciel i prezes Mars Society,powiedział, że NASA Twins Study "popiera argument, że promieniowanie nie jest czynnikiem powstrzymującym ludzkie misje na Marsie".
Zubrin, który nie był zaangażowany w badanie, oszacował, że dawka promieniowania z roku na ISS, częściowo osłonięta przed promieniowaniem słonecznym i kosmicznym, byłaby równoważna dawce z sześciomiesięcznej podróży na Marsa, przy największej prędkości obecne metody napędu mogą nas tam doprowadzić. Tak więc fakt, że Scott Kelly nie wykazywał żadnych natychmiastowych złych skutków swojego rocznego pobytu na ISS, co jest prawdą w przypadku innych ludzi, którzy mieli porównywalne skumulowane narażenie na promieniowanie w kosmosie, dobrze wróży eksploracji Marsa, powiedział Zubrin..
Szybsze dotarcie na Marsa byłoby najlepszym scenariuszem do zminimalizowania zagrożeń dla zdrowia. Podróżując z prędkością bliską prędkości światła, jak bliźniak Einsteina, dotarliśmy za kilka minut. Poza tak fantastycznym przełomem w dziedzinie napędu, będziemy musieli ustatkować się na sześć do dziewięciu miesięcy. Dzięki Scottowi i Markowi Kelly'emu naukowcy są teraz bardziej pewni, że podróż, jakkolwiek żmudna, prawdopodobnie nie będzie śmiertelna.
- 5 powodów, dla których starzenie się jest niesamowite
- 10 najważniejszych rzeczy, które czynią ludzi wyjątkowymi
- 7 sposobów, w jakie umysł i ciało zmieniają się wraz z wiekiem
Śledź Christophera Wanjek @wanjek do codziennych tweetów na temat zdrowia i nauki. Wanjek jest autorem „Spacefarers: How Humans Will Set the Moon, Mars and Beyond”, z Harvard University Press, wiosna 2020.