Gyles Lewis
0 
5087
424
I et berømt Einsteinian tankeeksperiment kaldet tvillingeparadokset, ville en tvilling, der gik i gang med en hvirvlende flyvning gennem rummet, ældes langsommere sammenlignet med tvillingen tilbage hjemme på Jorden, et resultat af tidsudvidelse, når man rejser nær lyshastighed.
Men forskere, der studerer NASA-tvillingastronauter i et virkelighedsscenarie, fandt noget modsat: Astronaut Scott Kelly er muligvis blevet eldet lidt hurtigere som et resultat af hans årlige stint på Den Internationale Rumstation (ISS) sammenlignet med sin jordbundne bror, Mark.
Husk, Albert Einsteins fysiksteorier er sikre; Scott Kelly rejste ikke selv tæt på lyshastigheden. Det drejer sig om den biologiske virkelighed, at livet i kredsløb - med farer som stråling, mikrogravitet, dårlig søvn og trange forhold - kan tage sin vejafgift på kroppen, fremskynde aldringsprocessen og muligvis øge risikoen for kræft. [7 hverdagslige ting, der sker underligt i rummet]
Heldigvis for Scott Kelly og alle de andre modige sjæle, der venter ud i rummet, ser disse syge effekter ikke ud til at være ekstreme, og kroppen ser ud til at være i stand til for det meste at komme sig, ifølge den mest grundige analyse af NASA Twins Study, der blev offentliggjort i dag (april 11) i tidsskriftet Science.
NASA-tvillingestudiet
Muligheden for at studere de kun kendte identiske tvillinger, hvad så smått søskende, som begge har rejst til rummet, var for stor til at NASA kunne passere. Mark fløj på fire NASA-rummissioner, der hver varede under to uger, og trak sig i pension i 2011.
Scott fløj også på fire NASA-rummissioner, og de første tre var korte. For den fjerde mission sendte NASA imidlertid Scott til ISS i 342 dage i 2015. Målet var at undersøge sundhedseffekterne af en lang rumflugt, svarende til længden som de ni måneder, det ville tage at rejse til Mars. Hos Scott og Mark fandt NASA de perfekte forsøgs- og kontrolpersoner, fordi brødrene deler det samme DNA.
Tvillingene blev overvåget før, under og efter den næsten årlige flyvning. Undersøgelsen offentliggjort i dag repræsenterer 10 separate undersøgelser - fra top til bund, det vil sige fra hjernekognition og synshelse til ændringer i tarmsbakterier - udført af universitetsbaserede biomedicinske forskere, der stort set ikke er tilknyttet NASA.
Det centrale fund var, at Scott for det meste kom sig fra sit år i rummet efter et helt år tilbage på Jorden. Men når det er sagt, var der nogle nysgerrige observationer.
Telomerer og stråling
Mens de er i kredsløb, steg længden af Scotts telomerer - som er molekylære hætter, der findes ved slutningen af hvert kromosom, faktisk et tegn på omvendt aldring. Telomere-længden falder typisk, når vi bliver ældre. Dette var den første overbevisende observation af telomerforlængelse, på Jorden eller i rummet, ifølge Susan Bailey, en professor i strålekræftbiologi og onkologi ved Colorado State University og en af de ledende efterforskere i undersøgelsen.
Men Scott mistede disse gevinster i længden, når han vendte tilbage til Jorden og kan faktisk have varig skade på hans telomerer, sagde Bailey. (Det er uklart, hvad der gjorde, at Scott's telomerer forlængede sig i rummet.)
"Scotts gennemsnitlige telomerlængde efter flyvningen stabiliserede sig til nær hans præfektniveauer," fortalte Bailey. "Dog havde han mange flere korte telomerer efter flyvning end før. Og det er her, jeg tror, at den langsigtede sundhedsmæssige konsekvens er - muligvis at have en øget risiko for hurtigere aldring eller tilknyttede aldersrelaterede patologier som hjerte-kar-sygdom og nogle cancere."
I det mindste op til et år efter sin flyvning havde Scott vedvarende ændringer til hans immun- og DNA-reparationssystemer sammenlignet med prælight. [7 sygdomme, du kan lære om fra en genetisk test]
"Vi ved endnu ikke, om [det] er godt eller dårligt, men vi kan sige, at det ser ud til, at processen med at tilpasse sig tilbage til Jordens forhold tager lidt tid," sagde Christopher Mason, lektor i fysiologi og biofysik ved Weill Cornell Medicine i New York, også en ledende efterforsker i undersøgelsen.
Mason fortalte, at det også er ukendt, om Scott på længere sigt har en øget risiko for kræft som følge af hans eksponering for kosmisk og solstråling ombord på ISS. Både Mark og Scott blev diagnosticeret og behandlet med succes for prostatakræft i 2007, et nikk til deres genetiske lighed. Scott har imidlertid beskrevet den potentielle trussel mod kræft fra rumstråling som en tidsbombe, der tikker inden i ham.
Langvarig rumrejse og helbred
På trods af at der kun er en prøvestørrelse på kun én, eller måske to, har NASA Twins-undersøgelsen brede implikationer for at forstå de sundhedsmæssige risici ved langvarig rumrejse, sagde Markus Löbrich, professor i strålingsbiologi og DNA-reparation ved Darmstadt University of Technology i Tyskland. Löbrich var ikke en del af undersøgelsen, men skrev samtidig et ledsagende perspektivstykke, der også blev offentliggjort i tidsskriftet Science.
Löbrich fortalte, at der er kendt meget dyrebart om de sundhedsmæssige virkninger af rumrejse, men NASA Twins Study har taget de første skridt i at kvantificere risikoen. Han sagde, at for eksempel ændringerne af telomer er potentielt alvorlige og kan være et resultat af partikelstråling. Strålingsdosis på en Mars-mission kan være op til fem gange højere end på en ISS-mission, så NASA er nødt til at tænke på måder at beskytte astronauter, der rejser der og tilbage, sagde han.
Men Robert Zubrin, en strålingsekspert og grundlægger og præsident for Mars Society,fortalte, at NASA-tvillingestudiet "støtter [s] sagen om, at stråling ikke er et showstopper for menneskelige Mars-missioner."
Zubrin, der ikke var involveret i undersøgelsen, estimerede, at stråledosis fra et år på ISS, delvist afskærmet fra sol- og kosmisk stråling, ville svare til dosis fra en seks-måneders tur til Mars, med den hurtigste hastighed, nuværende fremdrivningsmetoder kunne få os der. Så det faktum, at Scott Kelly ikke udviste nogen øjeblikkelig syg virkning fra sit årlige ophold på ISS, som det er tilfældet for andre mennesker, der har haft sammenlignelig kumulativ stråleeksponering i rummet, indikerer godt for Mars-efterforskning, sagde Zubrin.
At komme til Mars hurtigere ville være det bedste scenario for at minimere sundhedsrisici. Rejser vi i nær lyshastighed, ligesom Einsteins tvilling, ankom vi om et par minutter. Hvis vi forhindrer et så fantastisk fremdrifts gennembrud, bliver vi nødt til at nøjes med seks til ni måneder. Takket være Scott og Mark Kelly er videnskabsmænd nu mere sikre på, at turen, uanset hvor vanskelig, sandsynligvis ikke vil være dødbringende.
- 5 grunde til aldring er fantastisk
- Top 10 ting, der gør mennesker specielle
- 7 måder sind og krop ændrer sig med alderen
Følg Christopher Wanjek @wanjek til daglige tweets om sundhed og videnskab. Wanjek er forfatteren af "Rumfarere: Hvordan mennesker vil slå sig ned af månen, Mars og ud over," fra Harvard University Press, forår 2020.