bijna een jaar lang leefden eeneiige tweeling Scott en Mark Kelly in verschillende werelden — letterlijk. Mark ging met pensioen in Tucson, Ariz. Ondertussen dreef Scott in microzwaartekracht aan boord van het Internationale Ruimtestation zo ‘ n 400 kilometer boven de planeet. Dat jaar apart heeft wetenschappers de duidelijkste blik tot nu toe gegeven op Hoe lange termijn ruimtevaart het menselijk lichaam kan beïnvloeden.,tien wetenschapsteams in NASA ’s Twins Study onderzochten de Brother astronauten voor, tijdens en na Scott’ s 340 dagen in de ruimte. De teams bestudeerden de lichaamsfuncties van elke tweeling. Ze hebben geheugentesten gedaan. En ze onderzochten de genen van de mannen, kijkend naar de verschillen die mogelijk te wijten zijn aan ruimtereizen.
de langverwachte resultaten verschenen op 12 April in Science. Ze bevestigen dat lange ruimtereizen het menselijk lichaam op vele manieren belasten. Ruimte leven kan genen veranderen en het immuunsysteem in overdrive sturen. Het kan mentaal redeneren en geheugen saai maken.,
Dit is “het meest uitgebreide beeld dat we ooit hebben gehad van de reactie van het menselijk lichaam op de ruimtevaart”, zegt Susan Bailey. Ze studeert straling en kanker aan de Colorado State University in Fort Collins. Ze leidde ook een van de NASA – onderzoeksteams. Ze zegt dat het nog steeds onduidelijk, echter, of de veranderingen gezien zal leiden tot schade op lange termijn.
genen in de ruimte
De wetenschappers konden niet met Scott meegaan toen hij in maart 2015 de ruimte inging. Dus moest hij ze helpen. In zijn baan verzamelde hij monsters van zijn bloed, urine en uitwerpselen., Andere bezoekende astronauten droegen ze terug naar de aarde. Vervolgens hebben de onderzoeksteams een groot aantal verschillende tests uitgevoerd om verschillende lichaamsfuncties te analyseren. Ze vergeleken deze gegevens met die van voor en na Scott ‘ s ruimtevlucht.
Scott ‘ s monsters uit de ruimte toonden veel genetische veranderingen van die genomen op aarde. Meer dan 1000 van zijn genen hadden chemische merkers die niet in zijn preflight monsters of in monsters van Mark zaten. Deze chemische merkers worden epigenetische (Ep-ih-jeh-NET-ik) tags genoemd. Ze kunnen worden toegevoegd of verwijderd als gevolg van omgevingsfactoren. En ze beïnvloeden hoe genen werken., Een tag kan hun activiteit beïnvloeden door te bepalen of, wanneer of hoe lang een gen is ingeschakeld of uitgeschakeld.
sommige genen van Scott veranderden meer dan andere. Degenen met de meest epigenetische labels hielpen DNA reguleren, vond Bailey ‘ s team. Sommige doen DNA reparatie. Anderen controleren de lengte van de uiteinden van chromosomen, genoemd telomeren. men denkt dat telomeren chromosomen beschermen. Verkorte telomeren zijn verbonden met het verouderen en gezondheidsrisico ‘ s, zoals hartkwaal en kanker. De wetenschappers hadden verwacht dat Scott ‘ s telomeren zouden verkorten door de lage zwaartekracht en hoge straling van de ruimte., Dus ze waren verrast om te ontdekken dat ze eigenlijk waren gegroeid — 14,5 procent langer.
die groei duurde echter niet lang. Binnen 48 uur na zijn terugkeer op aarde in maart 2016 kromp Scott ‘ s telomeren snel. Binnen enkele maanden, de meeste van hen waren terug naar preflight lengtes. Maar sommige telomeren waren nog korter geworden. “Dat zou kunnen zijn waar hij zou kunnen zijn op een verhoogd risico” van kanker of andere gezondheidsproblemen, Bailey zegt.,
Christopher Mason studeert humane genetica aan Weill Cornell Medicine In New York City. Zijn groep onderzocht welke genen werden beïnvloed door de ruimtevaart., In Scott ’s vroege bloedmonsters uit de ruimte, merkte Mason’ s team veel immuun-systeem genen overgestapt op actieve modus. Terwijl een lichaam in de ruimte is, “is het immuunsysteem bijna op zijn hoede als een manier om te proberen deze nieuwe omgeving te begrijpen,” zegt Mason.
Scott ‘ s chromosomen gingen ook door vele structurele veranderingen, een ander team vond. Chromosoomdelen werden verwisseld, ondersteboven gekeerd of zelfs samengevoegd. Dergelijke veranderingen kunnen leiden tot onvruchtbaarheid of bepaalde vormen van kanker.
Michael Snyder, die een andere ploeg leidde, was niet verrast door dergelijke veranderingen., “Dit zijn natuurlijke, essentiële stressreacties”, zegt hij. Snyder studeert menselijke genetica aan Stanford University in Californië. Zijn groep zocht naar door stress veroorzaakte verschuivingen in het immuunsysteem, de stofwisseling en de productie van eiwitten van de tweeling. Het is waarschijnlijk dat high-energetische deeltjes en kosmische stralen in de ruimte verergerd de veranderingen in Scott ‘ s chromosomen, Snyder zegt.
blijvende effecten
De meeste veranderingen die Scott in de ruimte beleefde, veranderden toen hij terugkeerde naar de aarde. Maar niet alles.
De onderzoekers testten Scott opnieuw na zes maanden terug op het land., Ruwweg 91 procent van de genen die de activiteit in de ruimte hadden veranderd, waren nu weer normaal. De rest bleef in de ruimtemodus. Zijn immuunsysteem, bijvoorbeeld, bleef in hoge staat van paraatheid. DNA-herstelgenen waren nog steeds te actief en sommige van zijn chromosomen waren nog steeds topsy-turvy. Wat meer is, Scott ‘ s mentale vaardigheden waren gedaald van preflight niveaus. Hij was langzamer en minder nauwkeurig op korte termijn geheugen en logica testen.
Het is niet duidelijk of deze resultaten van de ruimtevaart zijn. Dat komt deels omdat de observaties van slechts één persoon zijn., “Bottom line: Er is een ton die we niet weten,” Snyder zegt.
Meer antwoorden kunnen afkomstig zijn van aankomende missies. Afgelopen oktober financierde NASA 25 nieuwe projecten die elk tot 10 astronauten konden sturen op jarenlange ruimtemissies., En op 17 April kondigde NASA een uitgebreid ruimtebezoek aan voor Amerikaanse astronaut Christina Koch. Ze bereikte het internationale ruimtestation in Maart. Deze missie, tot februari 2020, maakt haar ruimtevaart de langste tot nu toe voor een vrouw.
maar om te leren hoe ruimte de gezondheid werkelijk beïnvloedt, kunnen nog langere reizen nodig zijn. Een missie naar Mars en terug zou naar schatting 30 maanden duren. Het zou ook astronauten sturen buiten het beschermende magnetische veld van de aarde. Dat veld beschermt tegen DNA-schadelijke straling van zonnevlammen en kosmische straling.,
alleen astronauten op de maanmissies zijn voorbij het magnetische veld van de aarde gegaan. Geen van die reizen duurde langer dan een paar dagen elk. Dus niemand heeft zelfs maar één jaar in die onbeschermde omgeving doorgebracht, laat staan 2,5 jaar.Markus Löbrich werkt aan de Technische Universiteit van Darmstadt in Duitsland. Hoewel hij geen deel uitmaakt van de NASA tweeling studie, doet hij onderzoek naar de effecten van straling op het lichaam. De nieuwe gegevens zijn indrukwekkend, zegt hij, maar laten zien dat we nog niet klaar zijn voor ruimtereizen op langere termijn.,
een manier om dergelijke lange blootstelling in de ruimte te voorkomen zou zijn om de reis te versnellen, merkt hij op. Misschien kunnen nieuwe manieren om raketten door de ruimte te stuwen sneller verre plaatsen bereiken. Maar bovenal, zegt hij, vereist het sturen van mensen naar Mars betere manieren om mensen te beschermen tegen straling in de ruimte.