Thomas Dalton
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En un famoso experimento mental de Einstein llamado la paradoja de los gemelos, un gemelo que se embarcara en un vuelo giratorio a través del espacio envejecería más lentamente en comparación con el gemelo que quedó en casa en la Tierra, como resultado de la dilatación del tiempo cuando viaja cerca de la velocidad de la luz.
Pero los científicos que estudian a los astronautas gemelos de la NASA en un escenario de la vida real encontraron algo opuesto: el astronauta Scott Kelly puede haber envejecido un poco más rápido como resultado de su paso de un año en la Estación Espacial Internacional (ISS) en comparación con su hermano terrestre, Mark..
Eso sí, las teorías de la física de Albert Einstein son seguras; Scott Kelly no viajaba ni cerca de la velocidad de la luz. Lo que está en juego es la realidad biológica de que la vida en órbita, con peligros como la radiación, la microgravedad, la falta de sueño y las condiciones de hacinamiento, puede afectar al cuerpo, acelerando el proceso de envejecimiento y posiblemente aumentando el riesgo de cáncer. [7 cosas cotidianas que suceden de manera extraña en el espacio]
Afortunadamente para Scott Kelly y todas las demás almas valientes que se aventuran en el espacio, estos efectos nocivos no parecen ser extremos y el cuerpo parece poder recuperarse en su mayoría, según el análisis más completo del Estudio de Gemelos de la NASA, publicado hoy (abril 11) en la revista Science.
El estudio de gemelos de la NASA
La oportunidad de estudiar a los únicos gemelos idénticos conocidos, y mucho menos a los hermanos, que han viajado al espacio fue demasiado grande para que la NASA la dejara pasar. Mark voló en cuatro misiones espaciales de la NASA, cada una con una duración de menos de dos semanas, y se retiró en 2011..
Scott también voló en cuatro misiones espaciales de la NASA, y las tres primeras fueron cortas. Sin embargo, para la cuarta misión, la NASA envió a Scott a la ISS durante 342 días en 2015. El objetivo era estudiar los efectos en la salud de un vuelo espacial largo, similar en duración a los nueve meses que tomaría viajar a Marte. Con Scott y Mark, la NASA encontró los sujetos de prueba y control perfectos, porque los hermanos comparten el mismo ADN.
Los gemelos fueron monitoreados antes, durante y después del vuelo de casi un año. El estudio publicado hoy representa 10 investigaciones separadas, de arriba a abajo, es decir, desde la cognición cerebral y la salud de la vista hasta los cambios en las bacterias intestinales, realizadas por investigadores biomédicos universitarios que en gran parte no están afiliados a la NASA..
El hallazgo clave fue que Scott se recuperó principalmente de su año en el espacio después de un año completo en la Tierra. Pero dicho esto, hubo algunas observaciones curiosas.
Telómeros y radiación
Mientras estaba en órbita, la longitud de los telómeros de Scott, que son tapas moleculares que se encuentran al final de cada cromosoma, en realidad aumentó, un signo de envejecimiento inverso. La longitud de los telómeros generalmente disminuye a medida que envejecemos. Esta fue la primera observación convincente del alargamiento de los telómeros, en la Tierra o en el espacio, según Susan Bailey, profesora de biología y oncología del cáncer por radiación en la Universidad Estatal de Colorado y una de las investigadoras principales del estudio..
Pero Scott perdió estas ganancias en longitud una vez que regresó a la Tierra y, de hecho, puede tener daños duraderos en sus telómeros, dijo Bailey. (No está claro qué causó que los telómeros de Scott se alargaran en el espacio).
"La longitud promedio de los telómeros de Scott después del vuelo se estabilizó cerca de sus niveles previos al vuelo", dijo Bailey. "Sin embargo, tenía muchos más telómeros cortos después del vuelo que antes. Y ahí es donde creo que está la consecuencia para la salud a largo plazo: posiblemente tener un mayor riesgo de envejecimiento acelerado o patologías asociadas a la edad como enfermedades cardiovasculares y algunas cánceres ".
Además, al menos hasta un año después de su vuelo, Scott tuvo cambios persistentes en sus sistemas inmunológico y de reparación del ADN en comparación con la verificación previa. [7 enfermedades de las que puede aprender a partir de una prueba genética]
"Todavía no sabemos si [eso] es bueno o malo, pero podemos decir que parece que el proceso de adaptación a las condiciones de la Tierra lleva un poco de tiempo", dijo Christopher Mason, profesor asociado de fisiología y biofísica en Weill Cornell Medicine en Nueva York, también investigador principal del estudio.
Mason dijo que también se desconoce si Scott tiene un mayor riesgo de cáncer a largo plazo como resultado de su exposición a la radiación cósmica y solar a bordo de la ISS. Tanto Mark como Scott fueron diagnosticados y tratados con éxito por cáncer de próstata en 2007, un guiño a su similitud genética. Scott, sin embargo, ha descrito la posible amenaza de cáncer de la radiación espacial como una bomba de tiempo que hace tictac en su interior..
Salud y viajes espaciales de larga duración
A pesar de tener un tamaño de muestra de solo uno, o quizás dos, el estudio de gemelos de la NASA tiene amplias implicaciones para comprender los riesgos para la salud de los viajes espaciales de larga duración, dijo Markus Löbrich, profesor de biología de la radiación y reparación del ADN en la Universidad de Tecnología de Darmstadt en Alemania. Löbrich no formó parte del estudio, pero coescribió un artículo de perspectiva adjunto que también se publicó en la revista Science..
Löbrich dijo que se sabe muy poco sobre los efectos en la salud de los viajes espaciales, pero el Estudio de Gemelos de la NASA ha dado los primeros pasos para cuantificar los riesgos. Dijo que los cambios en los telómeros, por ejemplo, son potencialmente graves y podrían ser el resultado de la radiación de partículas. La dosis de radiación en una misión a Marte podría ser hasta cinco veces mayor que en una misión de la ISS, por lo que la NASA debe pensar en formas de proteger a los astronautas que viajan de ida y vuelta, dijo..
Pero Robert Zubrin, un experto en radiación y fundador y presidente de la Mars Society,dijo que el Estudio de Gemelos de la NASA "respalda el caso de que la radiación no es un obstáculo para las misiones humanas a Marte".
Zubrin, que no participó en el estudio, estimó que la dosis de radiación de un año en la EEI, parcialmente protegida de la radiación solar y cósmica, sería equivalente a la dosis de un viaje de seis meses a Marte, a la velocidad más rápida que Los métodos de propulsión actuales podrían llevarnos allí. Por lo tanto, el hecho de que Scott Kelly no mostró ningún efecto negativo inmediato de su estadía de un año en la EEI, como es cierto para otras personas que han tenido una exposición a la radiación acumulada comparable en el espacio, es un buen augurio para la exploración de Marte, dijo Zubrin..
Llegar a Marte más rápido sería el mejor escenario para minimizar los riesgos para la salud. Viajando casi a la velocidad de la luz, como el gemelo de Einstein, llegaríamos en unos minutos. Salvo que se produzca un avance de propulsión tan fantástico, tendremos que conformarnos con seis o nueve meses. Gracias a Scott y Mark Kelly, los científicos ahora tienen más confianza en que el viaje, por arduo que sea, probablemente no será mortal..
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Sigue a Christopher Wanjek @wanjek para tweets diarios sobre salud y ciencia. Wanjek es el autor de "Viajeros espaciales: cómo los humanos se asentarán en la Luna, Marte y más allá", de Harvard University Press, primavera de 2020.