En un famoso experimento de pensamiento einsteiniano llamado la paradoja del gemelo, un gemelo que se embarcaba en un vuelo giratorio a través del espacio envejecería más lentamente en comparación con el gemelo que quedaba en casa en la Tierra, como resultado de la dilatación del tiempo cuando viajaba 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 período de un año en la Estación Espacial Internacional (EEI) en comparación con su hermano terrestre, Mark.
Eso sí, las teorías de física de Albert Einstein están a salvo; Scott Kelly no viajaba ni siquiera cerca de la velocidad de la luz. La cuestión biológica es la realidad biológica de que la vida en órbita, con peligros como la radiación, la microgravedad, el sueño deficiente y las condiciones de hacinamiento, puede afectar el cuerpo, acelerar el proceso de envejecimiento y posiblemente aumentar el riesgo de cáncer.
Afortunadamente para Scott Kelly y todas las otras almas valientes que se aventuran en el espacio, estos efectos no parecen ser extremos y el cuerpo parece ser capaz de recuperarse, según el análisis más exhaustivo 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 de las cuales duró 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 sobre la salud de un largo vuelo espacial, 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 visión hasta los cambios en las bacterias intestinales, realizadas por investigadores biomédicos con sede en la universidad, en gran parte no 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 eso, hubo algunas observaciones curiosas.
Telómeros y radiaciones
Mientras estaba en órbita, la longitud de los telómeros de Scott, que son capas 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 de radiación en la Universidad Estatal de Colorado y uno de los principales investigadores del estudio.
Pero Scott perdió estas ganancias en longitud una vez que regresó a la Tierra y puede, de hecho, tener un daño duradero 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 a Live Science. "Sin embargo, tenía muchos más telómeros cortos después del vuelo que antes. Y ahí es donde creo que la consecuencia de salud a largo plazo es, posiblemente, un mayor riesgo de envejecimiento acelerado o patologías relacionadas con la edad asociadas, como enfermedades cardiovasculares y algunos cánceres ".
Además, al menos hasta un año después de su vuelo, Scott tuvo cambios persistentes en sus sistemas inmunológicos y de reparación de ADN en comparación con el vuelo previo.
"Todavía no sabemos si 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 le dijo a Live Science 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 EEI. 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 amenaza potencial de cáncer por la radiación espacial como una bomba de tiempo que hace tictac dentro de él.
Viajes espaciales de larga duración y salud
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 de ADN en la Universidad Tecnológica de Darmstadt en Alemania. Löbrich no formó parte del estudio, pero coescribió un artículo de perspectiva que lo acompaña, también publicado en la revista Science.
Löbrich le dijo a Live Science que se sabe muy poco sobre los efectos del viaje espacial en la salud, 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 necesita pensar en formas de proteger a los astronautas que viajan de ida y vuelta, dijo.
Pero Robert Zubrin, experto en radiación y fundador y presidente de la Sociedad de Marte, dijo a Live Science que el Estudio de Gemelos de la NASA "respalda el caso de que la radiación no es un obstáculo para las misiones humanas de 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 actuales de propulsión podrían llevarnos allí. Entonces, el hecho de que Scott Kelly no exhibiera ningún efecto negativo inmediato de su estadía de un año en la EEI, como es el caso de otras personas que han tenido una exposición a la radiación acumulativa 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 a casi la velocidad de la luz, como el gemelo de Einstein, llegaríamos en unos minutos. Salvo un avance de propulsión tan fantástico, tendremos que conformarnos con seis a nueve meses. Gracias a Scott y Mark Kelly, los científicos ahora están más seguros de que el viaje, por arduo que sea, probablemente no será mortal.
Sigue a Christopher Wanjek @wanjek para tweets diarios sobre salud y ciencia. Wanjek es el autor de "Spacefarers: Cómo los humanos se asentarán en la Luna, Marte y más allá" de Harvard University Press, primavera de 2020.
