Ποια είναι η επίδραση της μικροβαρύτητας στη γήρανση. Γερνάμε πιο αργά στο διάστημα;

Τα ταξίδια στο διάστημα γίνονται ένα γεγονός του πολύ κοντινού μας μέλλοντος, αλλά δεν ξέρουμε ακόμη τι συμβαίνει στο σώμα μας όταν δεν υπάρχει βαρύτητα. Θα πρέπει να πιστέψουμε όλες τις ταινίες επιστημονικής φαντασίας όπου οι άνθρωποι δεν γερνούν στο διάστημα ή σε άλλους πλανήτες ή μήπως οι άνθρωποι γερνούν πράγματι γρηγορότερα στο διάστημα;

Είναι η μικροβαρύτητα η απόλυτη λύση κατά της γήρανσης ή μήπως μας κάνει να γερνάμε πιο γρήγορα από το συνηθισμένο; Συνεχίστε να διαβάζετε για να μάθετε!

Τι είναι η βαρύτητα;

Πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε καλύτερα τη βαρύτητα για να εξερευνήσουμε τις επιδράσεις της πάνω μας. Η βαρύτητα είναι η δύναμη με την οποία ένας πλανήτης ή ένα παρόμοιο σώμα έλκει τα αντικείμενα προς το κέντρο του. Είναι η δύναμη που σας τραβάει πίσω στο έδαφος όταν πηδάτε και κάνει τα αντικείμενα να πέφτουν. Οτιδήποτε έχει μάζα θα νιώσει επίσης την έλξη της βαρύτητας (1).

Το μέγεθος της βαρύτητας που αισθάνεστε δεν θα είναι το ίδιο στη Γη, στο φεγγάρι ή έξω στο διάστημα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σύνολο της βαρύτητας που ασκεί πάνω σας ένα αντικείμενο (π.χ. ένας πλανήτης) εξαρτάται από τη μάζα του αντικειμένου αυτού. Αν πηγαίνατε στο φεγγάρι, το οποίο ζυγίζει λιγότερο από τη Γη, η βαρύτητα θα ήταν μικρότερη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι μαύρες τρύπες έχουν τόσο μεγάλη βαρυτική δύναμη - συγκεντρώνουν πολύ μεγάλη μάζα σε μικρό χώρο.

Τι είναι η μικροβαρύτητα;

Από την άλλη, η μικροβαρύτητα είναι μια πολύ ασθενής μορφή βαρύτητας που συνήθως υπάρχει σε ένα διαστημόπλοιο σε τροχιά. Δεν πρέπει να συγχέεται με τη μηδενική βαρύτητα, καθώς μια μικρή ποσότητα βαρύτητας υπάρχει παντού στο διάστημα και η πραγματική μηδενική βαρύτητα δεν υπάρχει στην πραγματικότητα.

Στην πραγματικότητα, οι αστροναύτες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) αισθάνονται το 90% της γήινης βαρύτητας και έλκονται συνεχώς προς τη Γη. Ωστόσο, καθώς όλα τα αντικείμενα στο διαστημόπλοιο πέφτουν ταυτόχρονα προς τη Γη και δεν υπάρχουν άλλες δυνάμεις, βρίσκονται σε συνεχή ελεύθερη πτώση. Αυτό τα κάνει να φαίνονται πως αιωρούνται και σε ορισμένους μπορεί να φαίνεται ότι βρίσκονται υπό μηδενική βαρύτητα, κάτι που είναι παραπλανητικό.

Λόγω αυτών των συνθηκών, μπορούμε να μελετήσουμε τι συμβαίνει στους ανθρώπους υπό βαρύτητα, η οποία είναι χαμηλότερη από τη γήινη. Έχουν γίνει πολλές μελέτες σχετικά με τις επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα, οι οποίες προέρχονται κυρίως από τους γενναίους αστροναύτες που πέρασαν μήνες ή χρόνια στον ISS.

Είχαν οι αστροναύτες αυτοί περισσότερες ή λιγότερες επιπλοκές στην υγεία τους όταν βρίσκονταν στο διάστημα; Και τα διαστημικά τους ταξίδια τους έκαναν να γερνούν πιο γρήγορα ή πιο αργά όταν επέστρεψαν στη Γη; Ας εξερευνήσουμε τα επιστημονικά ευρήματα.

Οι επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα

Αν έχετε δει ταινίες όπως το Interstellar ή ο Πλανήτης των Πιθήκων, ίσως θυμάστε ότι ορισμένοι χαρακτήρες γερνούν πολύ πιο αργά στο διάστημα ή σε άλλους πλανήτες σε σύγκριση με εκείνους που έχουν αφήσει στη Γη. Το θέμα είναι ότι δεν έχουμε φτάσει ακόμα εκεί. Όλες οι τωρινές μας γνώσεις σχετικά με τη γήρανση στο διάστημα προέρχονται από τον ISS, ο οποίος εξακολουθεί να έχει μια πολύ παρόμοια βαρυτική έλξη με τη Γη.

Παρ' όλα αυτά, είμαστε τυχεροί που μπορούμε να κάνουμε πολλά διαφορετικά πειράματα σε συνθήκες μικροβαρύτητας και που ήδη βλέπουμε σημαντικές αλλαγές στον ανθρώπινο μεταβολισμό, μόνο κάτω από το 90% της βαρύτητας που συνήθως αισθανόμαστε. Αυτά είναι μερικά ευρήματα σχετικά με το τι συμβαίνει στους ανθρώπους στη μικροβαρύτητα (2):

1. Απώλεια μυϊκής και οστικής πυκνότητας - σε συνθήκες μικροβαρύτητας, οι αστροναύτες χάνουν σε σημαντικό βαθμό τη μυϊκή και οστική πυκνότητα. Συχνά εμφανίζουν παρόμοια συμπτώματα με τη σαρκοπενία και την οστεοπόρωση, τα οποία είναι πιο συνηθισμένα στους ηλικιωμένους. Ο λόγος γι' αυτό μπορεί να είναι απλά επειδή δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούν τους μύες τους τόσο πολύ όσο στη Γη.
   
2. Αλλαγές στο καρδιαγγειακό σύστημα - οι αστροναύτες βιώνουν διάφορες αρνητικές επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στην καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία τους. Το αίμα και άλλα υγρά μετατοπίζονται προς το άνω μέρος του σώματος λόγω της έλλειψης βαρύτητας. Η καρδιά γίνεται πιο σφαιρική και οι αστροναύτες βιώνουν μειώσεις στην αερόβια ικανότητα. Αυτές οι αλλαγές αντικατοπτρίζουν τα καρδιακά προβλήματα που σχετίζονται με την ηλικία στη Γη.
   
3. Η μικροβαρύτητα αποδυναμώνει το ανοσοποιητικό σύστημα, καθιστώντας τους αστροναύτες πιο ευάλωτους στις λοιμώξεις. Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος παρουσιάζουν μειωμένη λειτουργικότητα στο διάστημα και το αποτέλεσμα μπορεί να είναι παρόμοιο με την εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος σε ηλικιωμένους ανθρώπους.
   
4. Η μικροβαρύτητα επιμηκύνει τα τελομερή, τα προστατευτικά καλύμματα στην κορυφή των χρωμοσωμάτων μας, ενώ η φυσιολογική γήρανση τα κάνει όλο και μικρότερα. Αυτό ίσχυε ιδιαίτερα για τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που ονομάζονται λευκοκύτταρα. Δυστυχώς, δεν είναι καλά νέα, διότι αυτά τα ίδια τελομερή έτειναν να μειώνονται σημαντικά μόλις οι αστροναύτες επέστρεφαν στη Γη (3, 4). Αν μέναμε στο διάστημα για πάντα, μπορεί να παρέμεναν περισσότερο, ωστόσο, δεν μπορούμε να το πούμε αυτό ακόμα με βεβαιότητα.
   
5. Προβλήματα μνήμης - η μεγάλη παραμονή στο διάστημα προκάλεσε απώλεια μνήμης και αλλαγές στη νευρική συνδεσιμότητα στους αστροναύτες. Η μικροβαρύτητα άλλαξε επίσης την κατανομή του εγκεφαλικού υγρού, ένα σύμπτωμα που είναι παρόμοιο με αυτό που συμβαίνει στη νόσο Αλτσχάιμερ.
   

Μελέτη των δίδυμων της NASA

Μια από τις πιο χρήσιμες μελέτες για τη γήρανση του ανθρώπου στο διάστημα έγινε από τη NASA το 2015 σε ένα ζευγάρι δίδυμων αστροναυτών (5). Ο ένας δίδυμος, ονόματι Scott Kelly, πέρασε ένα χρόνο στον ISS, ενώ ο πανομοιότυπος δίδυμος αδελφός του, Mark Kelly, παρέμεινε στη Γη. Δεδομένου ότι οι μονοζυγωτικοί δίδυμοι έχουν ακριβώς το ίδιο DNA, η μελέτη αυτή βοήθησε τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τις επιπτώσεις της διαστημικής πτήσης στον ανθρώπινο οργανισμό. Τα ευρήματα αυτά διαφέρουν από τα άλλα όπου οι γενετικές διαφορές θα μπορούσαν να επηρεάσουν σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο κάποιος γερνάει.

Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες της NASA όταν μελέτησαν τα σώματα του Mark και του Scott μετά από ένα χρόνο; Ας εξερευνήσουμε τα σημαντικότερα ευρήματα (6):

• Η σωματική μάζα του Scott μειώθηκε κατά 7% σε ένα χρόνο, αλλά επανήλθε στο φυσιολογικό μετά την επιστροφή του στη Γη.
• Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο Scott είχε δείκτες φλεγμονής και πάχυνσης του τοιχώματος της καρωτίδας κατά τη διάρκεια και αμέσως μετά την αποστολή του, αλλά ο Mark δεν είχε παρόμοιες αλλαγές.
• Τα τελομερή του Scott επεκτάθηκαν στο διάστημα, αλλά μειώθηκαν γρήγορα μετά την επιστροφή του στη Γη, και τώρα είναι ακόμη μικρότερα από αυτά του αδελφού του. Το ίδιο παρατηρήθηκε και για άλλες επιγενετικές αλλαγές (7).
• Μετά από ένα χρόνο, ο Scott είχε την ίδια ποικιλομορφία εντερικού μικροβιώματος με τον Mark στη Γη.
  
• Οι γνωστικές επιδόσεις του Scott και του Mark παρέμειναν ίδιες καθ' όλη τη διάρκεια του έτους που ο Scott πέρασε στο διάστημα.
• Το εμβόλιο της γρίπης λειτούργησε στο διάστημα ακριβώς όπως και στη Γη.
  

Εκτός από αυτά τα σημαντικά ευρήματα, οι επιστήμονες εντόπισαν βασικά γονίδια που θα πρέπει να στοχεύουν στην παρακολούθηση της υγείας των μελλοντικών αστροναυτών. Τα γονίδια αυτά ρυθμίζουν το ανοσοποιητικό σύστημα, το σχηματισμό οστών και την έκφραση των τελομερών.

Συμπεράσματα

Συμπερασματικά, οι επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα δείχνουν τόσο ελπιδοφόρες όσο και απειλητικές για την υγεία πτυχές όσον αφορά τη γήρανση στο διάστημα. Για παράδειγμα, η επιμήκυνση των τελομερών θα μπορούσε να είναι ένα πιθανό όφελος κατά της γήρανσης, αλλά η απώλεια μυών, οι καρδιαγγειακές αλλαγές και η φλεγμονή υποδηλώνουν επιταχυνόμενη γήρανση. Τα τελομερή έτυχε επίσης να επανέλθουν σε πολύ μικρότερο μήκος όταν οι άνθρωποι επέστρεφαν στη Γη, κάνοντας αυτή την ανακάλυψη λιγότερο ενδιαφέρουσα.

Η μελέτη της NASA για τους δίδυμους μας έμαθε πολλά για τις μη γενετικά σχετιζόμενες αλλαγές του ανθρώπινου σώματος στο διάστημα, αλλά πρέπει ακόμη να απαντήσουμε σε πολλά ερωτήματα. Κάποια στιγμή, είναι πιθανό τα διαστημικά ταξίδια να γίνουν πιο προσιτά και θα πρέπει να κατανοήσουμε πώς αντιδρά το σώμα μας σε πεδία χαμηλότερης βαρύτητας. Αυτό θα είναι το μέλλον της διαστημικής ιατρικής, και ποιος ξέρει, ίσως τα τελομερή να παραμένουν μεγαλύτερα στο διάστημα επ' αόριστον.

Βιβλιογραφικές πηγές:

1. Narayanan SA. Gravity's effect on biology. Front Physiol. 2023 Jul 3;14:1199175. doi: 10.3389/fphys.2023.1199175. PMID: 37465696; PMCID: PMC10351380.
2. Wolfe JW, Rummel JD. Long-term effects of microgravity and possible countermeasures. Adv Space Res. 1992;12(1):281-4. doi: 10.1016/0273-1177(92)90296-a. PMID: 11536970.
3. Aviv A, Verhulst S. Telomeres in Space. Aging Cell. 2025 Mar;24(3):e70030. doi: 10.1111/acel.70030. Epub 2025 Mar 1. PMID: 40022541; PMCID: PMC11896355.
4. Luxton JJ, McKenna MJ, Lewis A, Taylor LE, George KA, Dixit SM, Moniz M, Benegas W, Mackay MJ, Mozsary C, Butler D, Bezdan D, Meydan C, Crucian BE, Zwart SR, Smith SM, Mason CE, Bailey SM. Telomere Length Dynamics and DNA Damage Responses Associated with Long-Duration Spaceflight. Cell Rep. 2020 Dec 8;33(10):108457. doi: 10.1016/j.celrep.2020.108457. Epub 2020 Nov 25. PMID: 33242406.
5. Garrett-Bakelman FE, Darshi M, Green SJ, Gur RC, Lin L, Macias BR, McKenna MJ, Meydan C, Mishra T, Nasrini J, Piening BD, Rizzardi LF, Sharma K, Siamwala JH, Taylor L, Vitaterna MH, Afkarian M, Afshinnekoo E, Ahadi S, Ambati A, Arya M, Bezdan D, Callahan CM, Chen S, Choi AMK, Chlipala GE, Contrepois K, Covington M, Crucian BE, De Vivo I, Dinges DF, Ebert DJ, Feinberg JI, Gandara JA, George KA, Goutsias J, Grills GS, Hargens AR, Heer M, Hillary RP, Hoofnagle AN, Hook VYH, Jenkinson G, Jiang P, Keshavarzian A, Laurie SS, Lee-McMullen B, Lumpkins SB, MacKay M, Maienschein-Cline MG, Melnick AM, Moore TM, Nakahira K, Patel HH, Pietrzyk R, Rao V, Saito R, Salins DN, Schilling JM, Sears DD, Sheridan CK, Stenger MB, Tryggvadottir R, Urban AE, Vaisar T, Van Espen B, Zhang J, Ziegler MG, Zwart SR, Charles JB, Kundrot CE, Scott GBI, Bailey SM, Basner M, Feinberg AP, Lee SMC, Mason CE, Mignot E, Rana BK, Smith SM, Snyder MP, Turek FW. The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight. Science. 2019 Apr 12;364(6436):eaau8650. doi: 10.1126/science.aau8650. PMID: 30975860; PMCID: PMC7580864.
6. Gertz ML, Chin CR, Tomoiaga D, MacKay M, Chang C, Butler D, Afshinnekoo E, Bezdan D, Schmidt MA, Mozsary C, Melnick A, Garrett-Bakelman F, Crucian B, Lee SMC, Zwart SR, Smith SM, Meydan C, Mason CE. Multi-omic, Single-Cell, and Biochemical Profiles of Astronauts Guide Pharmacological Strategies for Returning to Gravity. Cell Rep. 2020 Dec 8;33(10):108429. doi: 10.1016/j.celrep.2020.108429. Epub 2020 Nov 25. PMID: 33242408; PMCID: PMC9444344.
7. Luxton JJ, Bailey SM. Twins, Telomeres, and Aging-in Space! Plast Reconstr Surg. 2021 Jan 1;147(1S-2):7S-14S. doi: 10.1097/PRS.0000000000007616. PMID: 33347069.