Foto NASA
U prvoj studiji te vrste znanstvenici su uspoređivali fiziološke i psihološke karakteristike dvojice astronauta, braće Marka i Scotta Kellyja, dok je jedan bio na Zemlji, a drugi – u orbiti
Prije otprilike godinu dana američki astronaut Scott Kelly vratio se na Zemlju nakon gotovo 12 mjeseci provedenih na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS). Bio je to Kellyju četvrti boravak u svemiru, no ovog puta je inženjer, bivši marinac i jedan od najiskusnijih američkih astronauta na ISS-u bio primarno »pokusni kunić« u znanstvene svrhe. Bila je to i prva studija te vrste ikad izvedena – međunarodni znanstveni tim uspoređivao je što se tijekom godine dana događalo u organizmu dvojice jednojajčanih blizanaca, Scotta Kellyja u Zemljinoj orbiti i njegovog brata Marka na Zemlji. Dodatnu empirijsku snagu istraživanju dala je i činjenica da je Mark također bio astronaut koji je prije umirovljenja 2011. proveo 54 dana u svemiru, što znači da je njegov organizam prethodno bio izložen istim potencijalnim promjenama. Ideju za »studiju blizanaca« dao je sam Scott, podvrgnuvši se jednom od najzahtjevnijih zadataka u karijeri astronauta – provođenju cijele godine u skučenom prostoru s mikrogravitacijom Međunarodne svemirske postaje. Istraživanje je pripremano tri godine, a znanstvenici su prije Scottovog odlaska u svemir na braći napravili niz mjerenja. U svrhu istraživanja »svemirskim« su blizancima čak i sekvencionirani cijeli genomi, s obzirom da su potencijalne promjene na genima tijekom boravka u svemiru možda i najvažnija razlika za kojom znanstvenici tragaju.
Neočekivani rezultati
Nakon što je Scott otišao u orbitu, znanstveni tim idućih je godinu dana kod braće uspoređivao funkcije mozga i kognitivni performans, imunološki i cirkulatorni sustav, metabolizam, mikrobiom želuca, strukturu stanica, strukturu DNA, te genetske mutacije. Prvi preliminarni rezultati »blizanačkog« istraživanja pojavili su se ovog tjedna, jasno pokazavši da mikrogravitacija i boravak u svemiru uistinu uzrokuje i promjene na staničnom nivou i genima. U priopćenju koje je objavila NASA, najintrigantnija promjena svakako je ona koju je zabilježila biologinja Susan Bailey s Državnog sveučilišta u Koloradu. Bailey je ustvrdila da su se kod Scotta produžile telomere, specijalizirane strukture na krajevima kromosoma u bijelim krvnim zrncima. Telomere se smatraju važnim faktorom u kontroli procesa starenja i održavanja funkcije stanice, a dosadašnja saznanja pokazuju da se ove sićušne strukture skraćuju sa starenjem.
Iako je Bailey, kako je izjavila za časopis Nature, očekivala da će se isto dogoditi tijekom boravka u brutalnim uvjetima svemira, Scottove telomere su se – produžile.
Osim što im prijeti deset puta veća radijacija od one na Zemlji, astronautima na ISS-u najviše muke zadaje nedostatak gravitacije. Gubitak mišićne i koštane mase najdulje su poznate posljedice boravka ljudskog tijela u svemiru. Slabljene mišića logična je posljedica male gravitacije u kojoj razne mišićne skupine mjesecima rade izrazito smanjenim intenzitetom zbog čega astronauti tijekom boravka na ISS-u intenzivno vježbaju. No mikrogravitacija uzrokuje i gubitak minerala u kostima, pri čemu se gustoća kostiju smanjuje za 1 posto svakog mjeseca provedenog u svemiru. Drugim riječima, tijekom mjesec dana u svemiru astronauti izgube jednako koštane mase koliko stariji ljudi izgube tijekom jedne godine.
Stručnjaci nagađaju da bi ovu neobičnu pojavu potencijalno mogli pripisati povećanom vježbanju koje na ISS-u izvode astronauti i manjem unosu kalorija, no jednaki misterij predstavlja to što su se telemore na Scottovim kromosomima počele vraćati u prvobitno stanje po njegovom povratku na Zemlju. Bailey je, uspoređujući blizance, zabilježila još jednu neobičnu okolnost – aktivnost telemeraze, enzima koji popravlja i produžuje telomere, povećala se kod obojice blizanaca tijekom mjeseca studenog, kad je njihovu obitelj pogodio iznimno stresan događaj. Znanstvenici zasad nemaju prihvatljivo objašnjenje zašto se telomere produžuju tijekom boravka u svemiru, pa je trenutno u tijeku zasebno istraživanje o dužini telomera kod deset astronauta koje će potrajati do 2018.
Problemi s vidom
Uspoređujući dvojicu blizanaca, tim genetičara Christophera Masona opazio je pak da se DNK metilacija – molekularna modifikacija koja može utjecati na ekspresiju gena – smanjila kod Scotta, a povećala kod Marka. Njena razina vratila se na početne vrijednosti kod oba blizanca nakon što se Scott vratio na Zemlju. Ni ovaj fenomen znanstvenici ne mogu objasniti.
Velika svemirska »studija blizanaca« daleko je od kraja, jer će se prikupljeni podaci analizirati još mjesecima, no neovisno o rezultatima, posljednjih godina sve veći broj istraživanja pokazuje da boravak u svemiru ostavlja značajne promjene u ljudskom organizmu. Već godinama »nije tajna« da gotovo dvije trećine astronauta nakon višemjesečnog boravka u svemiru ima probleme s očima – prvenstveno zamućen i oslabljen vid. Kod nekih su zabilježene strukturalne promjene poput donekle »zaravnanih« očnih jabučica i izmijenjenih očnih živaca, koje nisu isčeznule ni nakon nekoliko godina po povratku.
Znanstvenici su najprije vjerovali da se ovi problemi pojavljuju zbog načina na koji krv cirkulira u stanju mikrogravitacije, odnosno zbog činjenice da se više vaskularne tekućine zadržava u području glave no što je to uobičajeno na Zemlji gdje gravitacija povlači dio tekućine u donje dijelove tijela. No istraživanje koje je prošle godine izveo Noam Alperin sa Sveučilišta u Miamiju pokazalo je da astronauti koji su u svemiru proveli pola godine ili čak i godinu, u usporedbi s astronautima koji su u orbiti bili tek nekoliko mjeseci imaju značajno više cerebrospinalne tekućine u mozgu. Radi se o tekućini koja u »normalnim« uvjetima na površini planeta apsorbira nagle promjene koje se u mozgu događaju kad ustanemo, sjednemo ili na bilo koji način promijenimo položaj tijela. U stanju mikrogravitacije u kojem ljudsko tijelo pluta kroz prostor, međutim, organizam je »zbunjen« nedostatkom naglih pokreta i promjena u tlaku – zaključili su Alperin i suradnici. Značajno povećana količina cerebrospinalne tekućine, smatraju oni, igra glavnu ulogu u oštećenjima vida, što bi značilo da nije isključeno da probleme može stvoriti i u drugim dijelovima mozga.
Ovaj fenomen zasad je najdrastičnija posljedica dužeg boravka u svemiru, za koju znanstvenici trenutno nemaju rješenje. No dok ni godinu dana u orbiti zasad ne izgleda osobito pogubno po ljudski organizam, rezultati ovih recentnih studija otvorili su pitanja što bi se ljudskom tijelu moglo dogoditi u hipotetskoj situaciji višegodišnjeg putovanja kroz svemir – neizostavnog dijela ambiciozno planiranih ljudskih misija na Mars.
