Rannsókn NASA Kelly tvíbura sýnir hörð áhrif geimflugs og hrottalega endurkomu til jarðar

Geimfarinn Scott Kelly gerði sig að naggrís fyrir allt fólkið sem dreymir um ferðir manna til Mars og annarra áfangastaða í geimnum. Árið 2015 ók Kelly á eldflaug út í geim og eyddi næstum einu ári í alþjóðlegu geimstöðinni á lágum sporbraut um jörðu, á meðan eineggja tvíburabróðir hans, Mark Kelly, dvaldi á yfirborði jarðar í hinni frægu „tvíburarannsókn“ NASA sem ætlað er að sjá hvaða geimflug er. gerir við mannslíkamann.

Allar niðurstöður birtar á fimmtudag í tímaritinu Science , sýndi að Scott Kelly upplifði fjölmargar lífeðlisfræðilegar og litningabreytingar á langri dvöl sinni á sporbraut, þar á meðal breytingar á genatjáningu. Ónæmiskerfið hans fór í viðbragðsstöðu, bæði þegar hann fór út í geim og þegar hann sneri aftur til jarðar. Líkami hans virkaði eins og það væri undir árás.

Mark Kelly þjónaði sem samanburðarefni tilraunarinnar. Geimfarinn á eftirlaunum er giftur fyrrverandi þingkonu Gabby Giffords (D) og býður sig fram til útnefningar demókrata í öldungadeild Bandaríkjanna í Arizona.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Rannsakendurnir, sem enduróma það sem NASA hefur áður lagt til, sögðu að tvíburarannsóknin sýndi engum sýningarstöðvum - engar átakanlegar heilsufarslegar afleiðingar sem myndu vafalaust koma í veg fyrir ferð manna til Mars eða svipað langvarandi leiðangur. En skýrslan sýnir að nýju að mannslíkaminn er aðlagaður fyrir líf á yfirborði jarðar og fer í óefni í þyngdarafl.

Ein stórkostlegasta niðurstaðan varðaði epigenetics - hvernig er kveikt eða slökkt á genum til að framleiða prótein. (Andstætt sumum andlausum fyrirsögnum, þá gekkst Scott Kelly ekki fyrir breytingum á erfðakóða sínum af völdum rýmis.) Genatjáning breyttist í báðum Kellys meðan á rannsókninni stóð en á verulega ólíkan hátt. Rannsóknin leiddi í ljós að meira en 90 prósent af breytingum á genatjáningu Scott Kelly urðu eðlilegar þegar hann sneri aftur upp á yfirborðið.

Blóðsýni bentu til þess að telómerar hans - mannvirki sem vernda enda litninga, líkt og plasthetturnar á endum skóreima, og sem eyðast með tímanum sem hluti af náttúrulegu öldrunarferlinu - lengdist í geimnum. En geimurinn er enginn æskubrunnur: Telómerarnir styttust verulega þegar hann sneri aftur til jarðar.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Orsök þessara breytinga á lengd telómera er óljós, sagði Susan M. Bailey, líffræðingur við Colorado State University sem leiddi þann hluta rannsóknarinnar. Á fjarfundi með fréttamönnum á fimmtudaginn kom hún fram með ýmsar hugsanlegar skýringar, allt frá heilbrigðari lífsstíl í geimnum, sem felur í sér mikla hreyfingu, til einhvers konar meiðsla eða sáraviðbragða vegna geislunar, sem leiðir til fjölgunar stofnlíkar frumur með lengri telómera.

Scott Kelly, sem ásamt bróður sínum Mark var í símtalinu, sagði að fyrri tilraunir hefðu leitt í ljós að ormar hafa lengri telómera í geimnum. „Ég er nokkuð viss um að ormarnir voru ekki að æfa meira en á jörðinni,“ sagði hann.

Þrátt fyrir að meðallengd telómera hans hafi farið nokkurn veginn í eðlilegt horf eftir að hann sneri aftur til jarðar sýndu prófanir að hann hélt aðeins auknum fjölda frumna með stuttum telómerum. „Hann gæti verið í einhverri aukinni hættu á að fá hjarta- og æðasjúkdóma eða sumar tegundir krabbameins,“ sagði Bailey á símafundi með fréttamönnum fyrr í vikunni.

Auglýsing Saga heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

„Þrátt fyrir að meðallengd telómera, alþjóðleg genatjáning og örverubreytingar hafi farið aftur í næstum forflugsstig innan 6 mánaða eftir heimkomuna til jarðar, sást aukinn fjöldi stuttra telómera og tjáning sumra gena var enn trufluð,“ segir í skýrslunni.

Rannsóknin fann ákveðna vitsmunalegan vankanta við rafhlöðu prófana á sporbraut, sem hélst þegar Scott Kelly tók síðar próf aftur á jörðinni.

En í viðtali við The Washington Post sagði Scott Kelly, sem nú er 55 ára, að eftir lendingu hafi hann þjáðst af flensulíkum einkennum og liðið illa í margar vikur og það hafi breytt vitrænni frammistöðu hans.

„Ímyndaðu þér að fara að taka SAT þegar þú ert með flensu. Þú myndir líklega ekki standa þig eins vel,“ sagði Kelly.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Að aðlagast lífinu aftur á jörðu niðri var í raun erfiðara en að aðlagast lífinu í núlli þyngdarafl, sagði hann. Í endurminningum sínum segir „ Þrek “ skrifaði hann um að þjást af húðútbrotum, sviðatilfinningu og hræðilega bólgnum fótum auk ógleði dagana eftir að hann kom aftur.

„Þegar ég var fyrst þarna uppi fannst mér ég vera vitlaus vegna vökvabreytingarinnar og koltvísýringsmagnsins. Ég get ekki sagt að ég hafi fundið fyrir breytingu á ónæmiskerfinu, en mér leið örugglega ekki vel. En mér leið miklu verra að koma til baka,“ sagði hann við The Post. „Hættulegustu einkennin sem ég hafði, sem voru bólga í fótleggjunum, útbrotin, voru horfin eftir nokkrar vikur. Eftir mánuð leið mér að mestu betur. Ég myndi segja að það hafi liðið átta mánuðir áður en mér leið alveg aftur í eðlilegt horf.“

Hann sagði að eitt erfiðasta vandamálið sem hann stóð frammi fyrir væri að aðlagast ótímabundinni tilveru, í mikilli andstöðu við lífið í geimstöðinni.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

„Þegar þú kemur til baka líður þér svolítið stefnulaus,“ sagði hann.

Nýja rannsóknin bendir á: „Auk þess að endurbirta þyngdarafl jarðar getur tímabilið eftir flug verið krefjandi fyrir geimfara vegna þátttöku í rannsóknum og fjölmiðlaviðburðum.

Andrew P. Feinberg, einn af meðhöfundum rannsóknarinnar og sérfræðingur í erfðafræði við læknadeild Johns Hopkins háskólans, varaði við því að þessi rannsóknarrannsókn sé takmörkuð, einblínir á eitt tvíburapar og ætti ekki að líta á hana sem algildan sannleika um heilsufarsáhrifum geimflugs.

„Rannsóknarúrtakið er tvær manneskjur,“ sagði Feinberg. „Ef þú sérð mun á þessum tveimur einstaklingum, hvernig veistu hvort það sem þú ert að horfa á sé vegna tvíburans á jörðu niðri eða tvíburans í geimnum?

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Þar að auki var Scott Kelly áfram á lágum sporbraut um jörðu undir hlífðarskjöld segulsviðs jarðar. Geimflug milli pláneta, eða ferðir til tunglsins, munu útsetja geimfara fyrir miklu meiri geislun.

„Við þurfum að komast út fyrir lágan sporbraut um jörðu og við þurfum að geimfararnir eyði lengri tíma til að raunverulega meta sum þessara heilsufarsáhrifa. Geislunaráhætta mun vissulega vera mjög mikið áhyggjuefni,“ sagði Bailey.

Við upphaf símafundarins á fimmtudaginn gaf Mark Kelly sér smástund til að hrósa bróður sínum: „Sem borgari í landinu okkar, ekki bara sem tvíburabróðir hans, þakka ég fórnina sem hann tók til að eyða ári í geimnum.

Sagan heldur áfram fyrir neðan auglýsingu

Mark Kelly er sex mínútum eldri en bróðir hans. En Scott Kelly segir að hann sé í raun nokkrum millisekúndum yngri enn, vegna þess að hafa eytt 500 dögum fleiri í geimnum en bróðir hans geimfara. Sérstök afstæðiskenning Einsteins leiðir til „tvíbura þversögn“ þar sem einhver sem hreyfist á miklum hraða, eins og 17.500 mph á lágu sporbraut um jörðu, eldist hægar en tvíburi á jörðinni.

„Ég lít út fyrir að vera yngri en hann,“ sagði Scott. „Hann er upptekinn við að bjóða sig fram. Telómerarnir hans verða miklu verri en mínir. Ég hef ekki áhyggjur. Ég verð á ströndinni á Bahamaeyjum og hann verður vonandi í öldungadeild Bandaríkjanna. Hann á eftir að eldast miklu hraðar en ég.'

Lestu meira:

Sannleikurinn um veiru „geimgen“ Scott Kelly

Hvernig Andy Weir og 'The Martian' gætu hafa bjargað Mars draumi NASA