Scott Kelly's jaar in de ruimte heeft hem misschien verouderd - maar hij is meestal prima

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 3504
  • 915

In een beroemd Einsteiniaans gedachte-experiment genaamd de tweelingparadox, zou een tweeling die aan een wervelende vlucht door de ruimte begon langzamer verouderen in vergelijking met de tweeling die thuis op aarde achterbleef, als gevolg van tijddilatatie bij reizen in de buurt van lichtsnelheid.

Maar wetenschappers die NASA-tweelingastronauten bestudeerden in een realistisch scenario, ontdekten enigszins het tegenovergestelde: astronaut Scott Kelly is misschien net iets sneller verouderd als gevolg van zijn jarenlange stint op het International Space Station (ISS) in vergelijking met zijn aardgebonden broer, Mark.

Let wel, de natuurkundige theorieën van Albert Einstein zijn veilig; Scott Kelly reed niet eens in de buurt van de lichtsnelheid. Het gaat om de biologische realiteit dat leven in een baan - met gevaren zoals straling, microzwaartekracht, slechte slaap en verkrampte omstandigheden - zijn tol kan eisen van het lichaam, het verouderingsproces versnelt en mogelijk het risico op kanker verhoogt. [7 alledaagse dingen die vreemd gebeuren in de ruimte]

Gelukkig voor Scott Kelly en alle andere dappere zielen die zich in de ruimte wagen, lijken deze nadelige gevolgen niet extreem te zijn en lijkt het lichaam grotendeels te kunnen herstellen, volgens de meest grondige analyse van de NASA Twins Study, die vandaag (april 11) in het tijdschrift Science.

De NASA Twins-studie

De kans om de enige bekende identieke tweeling te bestuderen, laat staan ​​broers en zussen, die allebei naar de ruimte zijn gereisd, was te groot voor NASA om te laten liggen. Mark vloog op vier NASA-ruimtemissies, die elk minder dan twee weken duurden, en ging in 2011 met pensioen.

Scott vloog ook op vier NASA-ruimtemissies, en de eerste drie waren kort. Voor de vierde missie stuurde NASA Scott in 2015 voor 342 dagen naar het ISS. Het doel was om de gezondheidseffecten te bestuderen van een lange ruimtevlucht, vergelijkbaar in lengte met de negen maanden die nodig zijn om naar Mars te reizen. Met Scott en Mark vond NASA de perfecte test- en controlepersonen, omdat de broers hetzelfde DNA delen.

De tweeling werd voor, tijdens en na de bijna een jaar durende vlucht gevolgd. De vandaag gepubliceerde studie vertegenwoordigt 10 afzonderlijke onderzoeken - van boven naar beneden, dat wil zeggen, van hersencognitie en de gezondheid van het gezichtsvermogen tot veranderingen in darmbacteriën - uitgevoerd door universitaire biomedische onderzoekers die grotendeels niet gelieerd zijn aan NASA..

De belangrijkste bevinding was dat Scott grotendeels herstelde van zijn jaar in de ruimte na een volledig jaar terug op aarde. Maar dat gezegd hebbende, er waren enkele merkwaardige observaties.

Telomeren en straling

In een baan om de aarde nam de lengte van Scott's telomeren - die moleculaire kappen zijn die aan het einde van elk chromosoom worden aangetroffen - zelfs toe, een teken van omgekeerde veroudering. De lengte van telomeren neemt doorgaans af naarmate we ouder worden. Dit was de eerste overtuigende observatie van telomeerverlenging, op aarde of in de ruimte, volgens Susan Bailey, een professor in de biologie en oncologie van stralingskanker aan de Colorado State University en een van de hoofdonderzoekers van de studie..

Maar Scott verloor deze winst in lengte zodra hij terugkeerde naar de aarde en kan in feite blijvende schade aan zijn telomeren hebben, zei Bailey. (Het is onduidelijk waardoor de telomeren van Scott in de ruimte langer werden.)

"Scotts gemiddelde telomeerlengte na de vlucht stabiliseerde tot bijna zijn preflight-niveau," vertelde Bailey. "Hij had echter veel meer korte telomeren na de vlucht dan voorheen. En dat is waar ik denk dat de gezondheidsgevolgen op de lange termijn zijn - mogelijk een verhoogd risico lopen op versnelde veroudering of bijbehorende leeftijdsgerelateerde pathologieën zoals hart- en vaatziekten en sommige kankers. "

Ook had Scott, tenminste tot een jaar na zijn vlucht, aanhoudende veranderingen in zijn immuunsysteem en DNA-reparatiesystemen in vergelijking met preflight. [7 ziekten waarover u kunt leren van een genetische test]

"We weten nog niet of [dat] goed of slecht is, maar we kunnen wel zeggen dat het proces van aanpassing aan de omstandigheden op aarde wat tijd kost", zegt Christopher Mason, universitair hoofddocent fysiologie en biofysica bij Weill Cornell Medicine in New York, ook een hoofdonderzoeker van het onderzoek.

Mason vertelde dat het ook niet bekend is of Scott op de lange termijn een verhoogd risico op kanker loopt als gevolg van zijn blootstelling aan kosmische straling en zonnestraling aan boord van het ISS. Zowel Mark als Scott werden in 2007 gediagnosticeerd en met succes behandeld voor prostaatkanker, een knipoog naar hun genetische gelijkenis. Scott heeft echter de potentiële dreiging van kanker door straling uit de ruimte beschreven als een tijdbom die in hem tikt.

Langdurige ruimtevaart en gezondheid

Ondanks een steekproefomvang van slechts één of misschien twee, heeft de NASA Twins-studie brede implicaties voor het begrijpen van de gezondheidsrisico's van langdurige ruimtereizen, zei Markus Löbrich, een professor in stralingsbiologie en DNA-reparatie aan de Darmstadt University of Technology in Duitsland. Löbrich maakte geen deel uit van de studie, maar schreef mee aan een begeleidend perspectiefstuk dat ook in het tijdschrift Science werd gepubliceerd.

Löbrich vertelde dat er maar heel weinig bekend is over de gezondheidseffecten van ruimtereizen, maar de NASA Twins Study heeft de eerste stappen gezet om de risico's te kwantificeren. Hij zei dat de telomeerveranderingen bijvoorbeeld potentieel ernstig zijn en het gevolg kunnen zijn van deeltjesstraling. De stralingsdosis op een Mars-missie kan tot vijf keer hoger zijn dan op een ISS-missie, dus NASA moet manieren bedenken om astronauten die heen en terug reizen te beschermen, zei hij..

Maar Robert Zubrin, een stralingsdeskundige en oprichter en voorzitter van de Mars Society,vertelde dat de NASA Twins Study "het argument ondersteunt dat straling geen showstopper is voor menselijke Mars-missies."

Zubrin, die niet betrokken was bij het onderzoek, schatte dat de stralingsdosis van een jaar op het ISS, gedeeltelijk afgeschermd van zonne- en kosmische straling, gelijk zou zijn aan de dosis van een zes maanden durende reis naar Mars, met de hoogste snelheid die de huidige voortstuwingsmethoden zouden ons daar kunnen brengen. Dus het feit dat Scott Kelly geen onmiddellijk nadelig effect vertoonde van zijn jarenlange verblijf aan het ISS, zoals geldt voor andere mensen die een vergelijkbare cumulatieve blootstelling aan straling in de ruimte hebben gehad, is een goed voorteken voor Mars-verkenning, zei Zubrin..

Sneller naar Mars gaan zou het beste scenario zijn om gezondheidsrisico's te minimaliseren. Reizend met bijna lichte snelheid, zoals de tweeling van Einstein, zouden we binnen een paar minuten aankomen. Behoudens zo'n fantastische doorbraak in de voortstuwing, zullen we genoegen moeten nemen met zes tot negen maanden. Dankzij Scott en Mark Kelly hebben wetenschappers er nu meer vertrouwen in dat de reis, hoe zwaar ook, waarschijnlijk niet dodelijk zal zijn.

  • 5 redenen waarom veroudering geweldig is
  • Top 10 dingen die mensen speciaal maken
  • 7 manieren waarop de geest en het lichaam veranderen met de leeftijd

Volg Christopher Wanjek @wanjek voor dagelijkse tweets over gezondheid en wetenschap. Wanjek is de auteur van "Spacefarers: How Humans Will Settle the Moon, Mars and Beyond," van Harvard University Press, voorjaar 2020.




Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt