Na orbicie szybciej przybywa lat

W eksperymencie wzięli udział dwaj jednojajowi bliźniacy, obaj kosmonauci – Scott i Mark Kelly. W ciągu wielu miesięcy badacze porównywali ich fizjologię. Teraz NASA ogłosiła rezultaty.

Pomysł doświadczenia wyszedł od kosmonauty Scotta Kelly'ego. W 2015 r., kilka miesięcy przed rozpoczęciem misji na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS, zasugerował dyrekcji NASA, aby poddać go eksperymentowi wraz z bratem bliźniakiem. Tak też się stało – Scott poleciał w przestrzeń, Mark pozostał na Ziemi w charakterze grupy kontrolnej do śledzenia zmian fizjologicznych zachodzących u człowieka przebywającego na orbicie, w warunkach nieważkości.

Dziwne zjawisko

W ciągu 340 dni, jakie Scott spędził na pokładzie ISS, bliźniacy byli „królikami doświadczalnymi", umożliwili przeprowadzenie pierwszego tak długiego porównawczego studium fizjologicznego, jakiego nigdy przedtem nie przeprowadzono na dwojgu ludziach o identycznym dziedzictwie genetycznym.

W ciągu 58 lat (od 1961 r., od lotu Jurija Gagarina), gdy człowiek zapuszcza się w przestrzeń okołoziemską, w kosmosie przebywało, dłużej lub krócej, 559 ludzi, ale tylko osiem osób zrealizowało misję trwającą dłużej niż 300 dni.

Trzy lata po powrocie na Ziemię Scotta Kelly'ego NASA poinformowała świat nauki oraz opinię publiczną o rezultatach tego doświadczenia przeprowadzonego w ramach Human Research Program. Wyniki opublikowało prestiżowe pismo naukowe „Science".

Artykuł ujawnia dziwne zachowanie się telomerów; jest to fragment chromosomu, zlokalizowany na jego końcu, który zabezpiecza go przed uszkodzeniem podczas kopiowania; telomer skraca się podczas każdego podziału komórki; proces ten przekłada się na proces starzenia się.

Wszystko stoi na głowie

Przeciętna długość telomerów Scotta Kelly'ego, zamiast się skracać, wydłużyła się w czasie jego przebywania w kosmosie, tak jak gdyby komórki te młodniały, zamiast się starzeć. Naukowcy nie rozstrzygnęli, czy aby nie jest to konsekwencja obowiązkowych codziennych ćwiczeń fizycznych i zrównoważonej diety na orbicie.

Okazało się, że długi pobyt na orbicie zwiększył aktywność blisko tysiąca genów dotychczas wyciszonych. W miarę upływu miesięcy rosła liczba uaktywniających się genów. Możliwe, że była to reakcja obronna organizmu zmuszonego do konfrontacji z silną dawką promieniowania, co jest nieuniknione na ISS – dawka ta jest 48 razy większa niż na powierzchni naszej planety. Uaktywniające się geny robiły to – być może – po to, aby naprawiać DNA uszkodzone promieniowaniem.

Podobnie system odpornościowy kosmonauty sprawiał wrażenie przegrzanego, gdy tymczasem jego mikroflora wzbogacała się o nowe gatunki bakterii. Był to stan alarmowy dla organizmu, objawiło się to sześciokrotnie szybszymi zmianami genetycznymi w czasie trwania drugiej części misji.

Ale też mogło to być odpowiedzią organizmu na intensywny stres, jakiemu codziennie poddawany jest każdy człowiek na stacji kosmicznej, gdy nie odczuwa on grawitacji, natomiast jest narażony na osamotnienie, odizolowanie, czuje się zamknięty jak w klatce, niepokoi go każdy odgłos, który może zwiastować katastrofę. Po powrocie na Ziemię mikroflora Scotta powróciła do stanu pierwotnego. Niezrozumiałe wydłużenie telomerów zniknęło, efemeryczne „odmłodzenie", do jakiego doszło w stanie nieważkości, ustąpiło przyspieszonemu starzeniu się.

Obawy na przyszłość

W miesiącach następujących po powrocie na Ziemię badacze zaobserwowali u Scotta liczne komórki zawierające telomery krótsze niż przed jego pobytem w kosmosie. Sześć miesięcy po powrocie zachowanie się 8,7 proc. jego genów wciąż pozostawało zakłócone.