Quel est l'effet de la microgravité sur le vieillissement et vieillissons-nous plus lentement dans l'espace ?

Voyager dans l'espace extérieur devient une réalité de notre futur très proche, mais nous ne savons pas encore ce qui arrive à notre corps en l'absence de gravité. Faut-il croire tous les films de science-fiction où les gens ne vieillissent pas dans l'espace ou sur d'autres planètes, ou vieillissent-ils en fait plus vite dans l'espace ?

La microgravité est-elle la solution ultime contre le vieillissement, ou nous fait-elle vieillir plus vite que d'habitude ? Continuez à lire pour le découvrir !

Qu'est-ce que la gravité ?

Nous devons d'abord mieux comprendre la gravité pour explorer ses effets sur nous. La gravité est la force par laquelle une planète ou un corps similaire attire les objets vers son centre. C'est la force qui vous ramène au sol lorsque vous sautez et fait tomber les objets. Tout ce qui a une masse ressentira également l'attraction de la gravité (1).

La force de gravité que vous ressentez ne sera pas la même sur Terre, sur la Lune ou dans l'espace libre. Cela est dû au fait que la quantité de gravité qu'un objet (par exemple une planète) exerce sur vous dépend de la masse de cet objet. Si vous alliez sur la Lune, qui pèse moins que la Terre, la gravité serait plus faible. C'est pourquoi les trous noirs ont une force gravitationnelle si importante - ils concentrent une énorme masse dans un petit espace.

Qu'est-ce que la microgravité ?

En revanche, la microgravité est une forme très faible de gravité généralement présente dans un vaisseau spatial en orbite. Elle ne doit pas être confondue avec la gravité nulle, car une petite quantité de gravité est présente partout dans l'espace, et la véritable gravité nulle n'existe pas vraiment.

En fait, les astronautes à la Station spatiale internationale (SSI) ressentent 90 % de la gravité terrestre et sont constamment attirés vers la Terre. Cependant, comme tous les objets dans le vaisseau spatial tombent simultanément vers la Terre, et qu'aucune autre force n'est présente, ils sont en chute libre constante. Cela les fait paraître comme s'ils flottaient, et pour certains, cela peut sembler être de la gravité nulle, ce qui est trompeur.

En raison de ces conditions, nous pouvons étudier ce qui arrive aux humains sous une gravité plus faible que celle de la Terre. De nombreuses études ont été menées sur les effets de la microgravité sur le corps humain, provenant principalement des courageux astronautes qui ont passé des mois ou des années à bord de la SSI.

Ces astronautes ont-ils eu plus ou moins de complications de santé lorsqu'ils étaient dans l'espace ? Et leur voyage spatial les a-t-il fait vieillir plus vite ou plus lentement lorsqu'ils sont revenus sur Terre ? Explorons les résultats scientifiques.

Les effets de la microgravité sur le corps humain

Si vous avez vu des films comme Interstellar ou La Planète des Singes, vous vous souvenez probablement de la façon dont certains personnages ont vieilli beaucoup plus lentement dans l'espace ou sur d'autres planètes comparé à ceux restés sur Terre. Le problème, c'est que nous n'en sommes pas encore là. Toutes nos connaissances actuelles sur le vieillissement dans l'espace proviennent de la SSI, qui a encore une force gravitationnelle très similaire à celle de la Terre.

Nous avons néanmoins la chance de pouvoir réaliser de nombreuses expériences en microgravité, et de déjà observer des changements significatifs dans le métabolisme humain, uniquement sous 90 % de la gravité que nous ressentons habituellement. Voici quelques résultats sur ce qui se passe pour les humains en microgravité (2) :

1. Perte de densité musculaire et osseuse - en conditions microgravitationnelles, les astronautes perdent de manière significative de la densité musculaire et osseuse. Ils expérimentent souvent des symptômes similaires à la sarcopénie et à l'ostéoporose, qui sont plus courants chez les personnes âgées. La raison pourrait simplement être qu'ils n'ont pas besoin d'utiliser leurs muscles autant qu'ils le feraient sur Terre.
2. Changements dans le système cardiovasculaire - les astronautes ressentent plusieurs effets négatifs de la microgravité sur leur cœur et leurs vaisseaux sanguins. Le sang et d'autres fluides se déplacent vers le haut du corps en raison du manque de gravité. Le cœur devient plus sphérique, et les astronautes connaissent une diminution de leur capacité aérobie. Ces changements reflètent les problèmes cardiaques liés à l'âge sur Terre.
3. La microgravité affaiblit le système immunitaire, rendant les astronautes plus susceptibles aux infections. Les cellules immunitaires montrent une fonctionnalité réduite dans l'espace, et le résultat pourrait être similaire à la réduction du système immunitaire chez les personnes âgées.
4. La microgravité allonge les télomères, les caps protecteurs au sommet de nos chromosomes, alors que le vieillissement normal les raccourcit. Cela était particulièrement vrai pour les cellules immunitaires appelées leucocytes. Malheureusement, ce n'est pas une bonne nouvelle, car ces mêmes télomères ont tendance à raccourcir considérablement dès que les astronautes reviennent sur Terre (3, 4). Si nous restions dans l'espace éternellement, ils pourraient rester plus longs, mais nous ne pouvons pas encore affirmer cela avec certitude.
5. Problèmes de mémoire - un long séjour dans l'espace a causé une perte de mémoire et des changements dans la connectivité neuronale chez les astronautes. La microgravité a également modifié la distribution des fluides cérébraux, ressemblant à des symptômes similaires à ceux de la maladie d'Alzheimer.

Étude des jumeaux de la NASA

L'une des études les plus utiles sur le vieillissement humain dans l'espace a été réalisée par la NASA en 2015 sur une paire de jumeaux astronautes (5). Un jumeau, nommé Scott Kelly, a passé un an à bord de la SSI, tandis que son frère jumeau identique, Mark Kelly, est resté sur Terre. Comme les jumeaux identiques partagent exactement le même ADN, cette étude a permis aux scientifiques de mieux comprendre les impacts des vols spatiaux sur les corps humains. Ces résultats sont différents des autres où les différences génétiques pouvaient avoir un impact significatif sur le vieillissement d'une personne.

Que ont découvert les scientifiques de la NASA en étudiant les corps de Mark et Scott après un an ? Explorons les principales découvertes (6) :

• La masse corporelle de Scott a diminué de 7 % en un an, mais elle est revenue à la normale après son retour sur Terre.
• Les chercheurs ont constaté que Scott avait des marqueurs d'inflammation et un épaississement de la paroi de l'artère carotide pendant et immédiatement après sa mission, mais Mark n'a eu aucun changement similaire.
• Les télomères de Scott se sont allongés dans l'espace mais se sont raccourcis rapidement après son retour sur Terre, devenant maintenant même plus courts que ceux de son frère. La même observation a été faite pour ses autres changements épigénétiques (7).
• Après un an, Scott avait la même diversité du microbiome intestinal que Mark sur Terre.
• La performance cognitive de Scott et Mark est restée la même tout au long de l'année que Scott a passée dans l'espace.
• Le vaccin contre la grippe a fonctionné dans l'espace exactement de la même manière que sur Terre.

En plus de ces découvertes majeures, les scientifiques ont identifié des gènes clés qui devraient être ciblés pour surveiller la santé des futurs astronautes. Ces gènes régulent le système immunitaire, la formation des os et l'expression des télomères.

Conclusion

En conclusion, les effets de la microgravité sur le corps humain montrent à la fois des aspects prometteurs et menaçant la santé en ce qui concerne le vieillissement dans l'espace. Par exemple, l'allongement des télomères pourrait constituer un potentiel bénéfice anti-vieillissement, mais la perte musculaire, les changements cardiovasculaires et l'inflammation suggèrent un vieillissement accéléré. De plus, les télomères sont revenus à une longueur beaucoup plus courte une fois les personnes de retour sur Terre, rendant cette découverte un peu moins enthousiasmante.

L'étude des jumeaux de la NASA nous a beaucoup appris sur les changements non génétiques du corps humain dans l'espace, mais nous devons encore répondre à de nombreuses questions. À un moment donné, il est possible que les voyages spatiaux deviennent plus accessibles et que nous devions comprendre comment nos corps réagissent dans des champs gravitationnels plus faibles. Ce sera l'avenir de la médecine spatiale, et qui sait, peut-être que les télomères resteront plus longs dans l'espace indéfiniment.

Sources bibliographiques :

1. Narayanan SA. L'effet de la gravité sur la biologie. Front Physiol. 2023 Jul 3;14:1199175. doi: 10.3389/fphys.2023.1199175. PMID: 37465696; PMCID: PMC10351380.
2. Wolfe JW, Rummel JD. Effets à long terme de la microgravité et contre-mesures possibles. Adv Space Res. 1992;12(1):281-4. doi: 10.1016/0273-1177(92)90296-a. PMID: 11536970.
3. Aviv A, Verhulst S. Télomères dans l'espace. 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. Dynamique des télomères et réponses aux dommages de l'ADN associées aux vols spatiaux de longue durée. 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. L'étude des jumeaux de la NASA : Une analyse multidimensionnelle d'un vol spatial humain d'une durée d'un an. 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. Profils multi-omiques, unicellulaires et biochimiques des astronautes orientent les stratégies pharmacologiques pour le retour à la gravité. 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. Jumeaux, télomères et vieillissement dans l'espace ! Plast Reconstr Surg. 2021 Jan 1;147(1S-2):7S-14S. doi: 10.1097/PRS.0000000000007616. PMID: 33347069.