Az űrutazás a nagyon közeli jövő része lehet, de még nem tudjuk pontosan, mi történik a testünkkel a gravitáció hiányában. Hinnünk kellene a tudományos-fantasztikus filmeknek, ahol az emberek nem öregednek az űrben vagy más bolygókon, vagy valójában gyorsabban öregszünk az űrben?
A mikrogravitáció a végső anti-aging megoldás, vagy inkább gyorsabb öregedést okoz, mint a megszokott környezet? Olvass tovább, hogy megtudd!
Mi a gravitáció?
Először jobban meg kell értenünk a gravitációt, hogy feltárhassuk a hatásait. A gravitáció az az erő, amellyel egy bolygó vagy hasonló égitest magához vonzza a tárgyakat a középpontja felé. Ez az erő az, ami visszahúz a földre, amikor felugrasz, és ami miatt a tárgyak leesnek. Minden, aminek tömege van, érzékeli a gravitáció hatását (1).
A gravitáció mértéke nem ugyanakkora a Földön, a Holdon vagy a világűrben. Ez azért van, mert az egyes égitestek tömege határozza meg a gravitáció erősségét. Például a holdon gyengébb a gravitáció, mint a Földön. Ezért van az, hogy a fekete lyukaknak olyan erős a gravitációs erejük – hatalmas tömeget sűrítenek össze nagyon kis térben.
Mi a mikrogravitáció?
A mikrogravitáció ezzel szemben a gravitáció egy nagyon gyenge formája, amely általában egy Föld körül keringő űrhajóban tapasztalható. Nem szabad összekeverni a nulla gravitációval, mivel az űrben mindenhol jelen van valamennyi gravitáció, tehát a teljes gravitációhiány nem létezik.
Valójában a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) az űrhajósok a földi gravitáció körülbelül 90%-át is érzik, és folyamatosan a Föld felé „esnek”. Mivel azonban minden tárgy az űrállomáson együtt esik, és más erők nem hatnak rájuk, állandó szabad esés állapotában vannak. Emiatt lebegni látszanak, ami sokak számára nulla gravitációnak tűnhet, de ez félrevezető.
Ezekben a körülményekben tanulmányozható, hogyan reagál az emberi test a Földénél alacsonyabb gravitációra. Számos vizsgálat készült a mikrogravitáció hatásairól, főként azoknak az űrhajósoknak köszönhetően, akik hónapokat vagy éveket töltöttek a Nemzetközi Űrállomáson.
Vajon ezek az űrhajósok több vagy kevesebb egészségügyi problémát tapasztaltak az űrben? És vajon az űrutazás felgyorsította vagy lelassította az öregedésüket, amikor visszatértek a Földre? Nézzük meg a tudományos eredményeket!
A mikrogravitáció hatásai az emberi testre
Ha láttál olyan filmeket, mint az Interstellar vagy a Majmok Bolygója, valószínűleg emlékszel arra, hogy bizonyos szereplők sokkal lassabban öregedtek az űrben vagy más bolygókon, mint azok, akiket a Földön hagytak. A valóság azonban az, hogy még nem tartunk ott. Jelenlegi tudásunk az űrbeli öregedésről főként a Nemzetközi Űrállomásról (ISS) származik, ahol a gravitáció még mindig nagyon hasonló a földihez.
Mindazonáltal szerencsések vagyunk, hogy számos különböző kísérletet végezhetünk mikrogravitációban, és már a megszokott gravitáció mindössze 90%-a mellett is jelentős változásokat figyelhetünk meg az emberi anyagcserében. Ezek közül néhány megállapítás arról, hogy mi történik az emberi szervezettel mikrogravitációban (2):
- Izom és csontsűrűség csökkenése – mikrogravitációs körülmények között az űrhajósok jelentős izom- és csonttömeget veszítenek. Gyakran olyan tüneteket tapasztalnak, amelyek hasonlítanak a szarkopéniára és az oszteoporózisra, amelyek idősebb korban is gyakoribbak. Ennek oka valószínűleg egyszerűen az, hogy a Földön megszokott módon nincs szükségük az izmaik használatára.
- Kardiovaszkuláris rendszer változásai – az űrhajósoknál több negatív hatás figyelhető meg a szív- és érrendszerben. A gravitáció hiánya miatt a vér és más testnedvek a felsőtest felé tolódnak. A szív „gömbölyűbbé” válik, és csökken az aerob kapacitás. Ezek a változások a földi, életkorral összefüggő szívproblémákhoz is hasonlítanak.
- Az immunrendszer gyengülése – a mikrogravitáció gyengíti az immunrendszert, így az űrhajósok fogékonyabbá válhatnak fertőzésekre. Az immunsejtek csökkent működést mutatnak az űrben, ami hasonlíthat az időskori immunrendszeri gyengüléshez.
- A telomerek meghosszabbodása – a mikrogravitáció meghosszabbíthatja a telomereket, amelyek a kromoszómák védő végei, míg az öregedés során ezek általában rövidülnek. Ez főként a fehérvérsejtekben volt megfigyelhető. Ez azonban nem feltétlenül jó hír, mivel a telomerek a Földre való visszatérés után gyorsan ismét rövidültek (3, 4). Ha valaki végleg az űrben maradna, elképzelhető, hogy ez a hatás fennmaradna, de ez egyelőre nem bizonyított.
- Memóriával kapcsolatos problémák – a hosszabb űrbeli tartózkodás memóriazavarokkal és az idegi kapcsolatok megváltozásával járt az űrhajósoknál. A mikrogravitáció a folyadékok agyi eloszlását is megváltoztatja, ami az Alzheimer-kórhoz hasonló tüneteket idézhet elő.
NASA Ikrek Vizsgálata (Twins Study)
Az egyik legértékesebb, emberi öregedéssel kapcsolatos űrkísérletet a NASA végezte 2015-ben egy ikerpáron (5). Az egyik iker, Scott Kelly, egy évet töltött a Nemzetközi Űrállomáson (ISS), míg az azonos ikertestvére, Mark Kelly, a Földön maradt. Mivel az egypetéjű ikrek genetikai állománya teljesen megegyezik, ez a vizsgálat segített a tudósoknak pontosabban megérteni az űrutazás emberi testre gyakorolt hatásait. Ez eltér más vizsgálatoktól, ahol a genetikai különbségek jelentősen befolyásolhatják az öregedés mértékét.
Mit fedeztek fel a NASA kutatói Mark és Scott szervezetében egy év elteltével? Nézzük a legfontosabb eredményeket (6):
- Scott testsúlya egy év alatt 7%-kal csökkent, de a Földre való visszatérése után visszatért a normális szintre.
- A kutatók azt találták, hogy Scottnál gyulladásos markerek jelentek meg, valamint a nyaki verőér falának megvastagodása figyelhető meg a küldetés alatt és közvetlenül utána, míg Marknál nem voltak hasonló változások.
- Scott telomerjei meghosszabbodtak az űrben, de a Földre való visszatérés után gyorsan megrövidültek, és végül még rövidebbek lettek, mint a testvéréé. Hasonló változásokat figyeltek meg más epigenetikai módosulásoknál is (7).
- Egy év elteltével Scott bélmikrobiomjának diverzitása hasonlóvá vált Markéhoz a Földön.
- Scott és Mark kognitív teljesítménye végig változatlan maradt Scott űrbeli tartózkodása alatt.
- Az influenza elleni oltás az űrben ugyanúgy hatott, mint a Földön.
Ezeken a főbb eredményeken túl a tudósok olyan kulcsfontosságú géneket is azonosítottak, amelyeket a jövőbeli űrhajósok egészségének monitorozására érdemes lehet célba venni. Ezek a gének az immunrendszer működését, a csontképződést és a telomerek működését szabályozzák.
Következtetés
Összefoglalva, a mikrogravitáció emberi szervezetre gyakorolt hatásai egyszerre mutatnak ígéretes és egészségre veszélyes következményeket az űrbeli öregedés szempontjából. Például a telomerek meghosszabbodása potenciális anti-aging hatásnak tűnhet, ugyanakkor az izomvesztés, a kardiovaszkuláris változások és a gyulladásos folyamatok inkább gyorsított öregedésre utalnak. A telomerek ráadásul a Földre való visszatérés után ismét jelentősen rövidültek, ami ezt a „kedvező” hatást valamelyest kevésbé teszi biztatóvá.
A NASA ikervizsgálata sokat megtanított nekünk az emberi test genetikai különbségektől független változásairól az űrben, de még mindig rengeteg megválaszolatlan kérdés van. A jövőben az űrutazás valószínűleg egyre elérhetőbbé válik, és ezért egyre fontosabb lesz megérteni, hogyan reagál a szervezetünk alacsonyabb gravitációs környezetben. Ez lesz az űrorvostudomány jövője — és ki tudja, talán egyszer valóban tartósan hosszabb telomereket is elérhetünk az űrben.
