بدن اسکات کلی بعد از یک سال حضور در فضا با چه تغییراتی مواجه شد؟
زندگی در فضا کار آسانی نیست. چه از نظر روحی و چه از نظر جسمی. ناسا در پژوهشی تلاش کرد تا تاثیرات حضور طولانی مدت در فضا را بر بدن فضانورد به دقت زیر نظر بگیرد. اسکات کلی (Scott Kelly)، فضانورد ناسا، ۳۴۰ روز را به این منظور در ایستگاه فضایی بین‌المللی گذراند. ماموریتی طولانی‌تر از حد معمول سفرهای فضایی که هدف آن شناخت تاثیرات حضور طولانی مدت در فضا بر بدن فضانوردان بود. ناسا به تازگی نتایج این پژوهش را منتشر کرده است.
اسکات کلی در طول دوران حضورش در فضا از خون و ادرارش نمونه‌برداری کرد، با انجام بازی‌های کامپیوتری حافظه و سرعت عکس‌العملش را سنجید و ظاهر چشمانش را مورد بررسی قرار داد.
۳۶۰ کیلومتر پایین‌تر از او، مارک کلی (Mark Kelly)، برادر دوقلوی همسانش، در روی زمین آزمایش‌های مشابه را انجام می‌داد. مقایسه‌ی شرایط بدنی این دو برادر دوقلو اطلاعات ارزشمندی را درباره‌ی تاثیرات حضور طولانی مدت در فضا در اختیار دانشمندان گذاشته است.
مارک (چپ) و اسکات کلی.
Credit: Robert Markowitz/JSC/NASA
نتایج این پژوهش اکنون و پس از گذشت سه سال از بازگشت اسکات کلی به زمین منتشر شده است. پژوهشگران ناسا اعلام کرده‌اند که بدن اسکات کلی در دوران حضورش در فضا با تغییرات زیادی مواجه شده است. جهش‌های ژنتیکی در برخی سلول‌ها، تغییرات در سیستم ایمنی و گونه‌های جدید باکتری در میکروبیوم (زیست‌بوم میکروبی) او بخشی از این تغییرات هستند.
بسیاری از این تغییرات زیستی مشکل خاصی را ایجاد نمی‌کنند و پس از بازگشت به زمین به حالت عادی بازمی‌گردند. اما برخی از تغییرات، همچون جهش‌های ژنتیکی و افت عملکرد در تست‌های شناختی، پس از بازگشت به زمین اصلاح نشدند. مسئله‌ای که موجب نگرانی برخی از دانشمندان شده است.
برخی از پژوهشگران عقیده دارند این خطرات را می‌توان مدیریت و کنترل کرد. در حالی که گروهی دیگر نگران سلامتی فضانوردان در ماموریت‌های طولانی، همچون سفر به مریخ، هستند. پاسخ نهایی اما به مطالعات بیشتر روی تعداد بیشتری از فضانوردان بستگی دارد.
با وجود این که حدود شش دهه از آغاز سفرهای انسان به فضا می‌گذرد هنوز مسائل حل نشده‌ی زیادی درباره‌ی زندگی در فضا وجود دارد. پژوهش‌های مشابه به یافتن پاسخ برای این سوالات کمک زیادی می‌کند.
نکته‌ی جالب درباره‌ی این پروژه‌ی ناسا این است که در ابتدا قرار بود این مطالعه تنها روی تغییرات زیستی بدن اسکات کلی انجام شود. اما با پیشنهاد اسکات کلی برادر دوقلوی او نیز وارد این پژوهش شد تا پروژه‌ی «مطالعه‌ی دوقلوهای ناسا» شکل بگیرد. مارک کلی در گذشته فضانورد ناسا بوده و در سال ۲۰۱۱ بازنشسته شده است.
Credit: JSC/NASA
بخشی از اهمیت نتایج این مطالعه به این دلیل است که با توجه به این که مارک و اسکات دوقلوهای همسان هستند می‌توان گفت که تقریبا هر تغییر ژنتیکی که در بدن اسکات اتفاق افتاده بر اثر حضور در فضا بوده است.
سنجش‌های زیادی نشان دادند که تغییرات در بدن اسکات کلی تقریبا هم‌اندازه‌ی تغییرات در بدن فضانوردانی بوده که حدود شش ماه را در فضا گذرانده‌اند. به این ترتیب به نظر می‌رسد سرعت تغییرات زیستی پس از مدتی کم شده است. انگار که بدن در فضا به تعادل جدیدی رسیده است.
با این حال تغییرات دور از انتظاری نیز در بدن اسکات کلی رخ داده است.
یکی از آن‌ها تغییرات در تلومرها بود. تلومرها در انتهای کروموزوم‌ها قرار دارند و از آن‌ها محافظت می‌کنند. با افزایش سن طول تلومرها کاهش می‌یابد. اما به طرز عجیبی متوسط طول تلومرهای سلول‌های اسکات کلی در فضا افزایش یافت. انگار که سلول‌های او جوان‌تر شده‌اند.
تمرینات ورزشی منظم و رژیم غذایی سالم شاید بخشی از دلیل این اتفاق باشد. اما از سوی دیگر این احتمال نیز وجود دارد که تلومرهای سلول‌های بدن او افزایش طول را تجربه نکرده باشند. بلکه به جای آن ممکن است بدن اسکات سلول‌های جوانی را با تلومرهای بلندتر تولید کرده باشد.
ژن‌های فعال شده
سفر به فضا باعث شد هزاران ژن در بدن اسکات کلی که پیش از سفر به فضا غیرفعال بودند فعال شوند. تعداد این ژن‌ها با طولانی شدن مدت سفر افزایش یافتند. برخی از این ژن‌ها با ایجاد پروتئین‌هایی به ترمیم DNA آسیب دیده کمک می‌کنند. با توجه به میزان تابش‌ها در ایستگاه فضایی بین‌المللی فعال شدن این ژن‌ها منطقی به نظر می‌رسد.
بدن اسکات کلی ۴۸ برابر بیشتر از افراد روی زمین در معرض تابش بوده است. بنابراین احتمالا سلول‌های بدن او مشغول ترمیم آسیب‌هایی بوده‌اند که بر اثر این تابش‌ها ایجاد شدند.
تعداد دیگری از ژن‌های فعال شده به سیستم ایمنی مربوط هستند. این که دقیقا چه چیز باعث ایجاد این تغییرات شده هنوز مشخص نیست. هر چند که فرضیه‌هایی برای توضیح این مسئله وجود دارد.
بازگشت به زمین
اسکات کلی پس از بازگشت به زمین.
Credit: Bill Ingalls/NASA
بازگشت اسکات کلی به زمین در سال ۲۰۱۶ از مهم‌ترین لحظات این ماموریت بود. بدن او نشانه‌هایی از استرس شدید داشت. به نظر برخی دانشمندان واکنش بدن او طبیعی نبوده است. یکی از پژوهشگران نیز احتمال عفونت ویروسی را مطرح کرده است.
اما جدا از این مسئله بدن اسکات کلی تقریبا به شرایط پیش از پرواز بازگشت. برخی از گونه‌های باکتری که در زمان حضور او در فضا افزایش یافته بودند دوباره به حالت عادی بازگشتند. افزایش طول تلومرها نیز تنها در کمتر از ۴۸ ساعت پس از بازگشت به زمین متوقف شد. و جالب‌تر این که پژوهشگران سلول‌های فراوانی را یافتند که تلومرهای آن‌ها نسبت به زمان پیش از سفر اسکات کلی به فضا کوتاه‌تر بود.
تغییرات ماندگار
اما برخی از تغییرات سر جای خود باقی ماندند. شش ماه پس از بازگشت به زمین ۸/۷ درصد از ژن‌ها کماکان رفتار متفاوتی داشتند.
از سویی دیگر اسکات کلی در تست‌های شناختی نیز به خوبی گذشته نبود. سرعت و دقت او در این تست‌ها کاهش یافته بود.
ممکن است برخی از تغییرات زیستی دلیل این اتفاق باشد. اما یکی از پژوهشگران از احتمال تاثیر برنامه‌ی روزانه‌ی شلوغ اسکات کلی پس از بازگشت به زمین سخن گفته است. بازنشستگی و انگیزه‌ی کمتر او نیز ممکن است در این مسئله تاثیرگذار بوده باشد.
اسکات کلی نیز نظری مشابه دارد. به گفته‌ی او «تمرکز کردن در زمانی که احساس خوبی ندارید سخت است».
برخی از جهش‌های ژنتیکی نیز پس از بازگشت به زمین ادامه پیدا کردند. افزایش تابش باعث ایجاد نوعی از جهش‌ها می‌شود که ممکن است در فرآیند تقسیم سلول جهش‌های بیشتری را هم پدید آورد. در نهایت ممکن است سلول‌ها به طور غیر قابل کنترلی رشد پیدا کنند که می‌توان آن را قدم برداشتن در راه سرطان دانست.
این دو مسئله، یعنی تغییرات ژنتیکی و شناختی، گروهی از دانشمندان را از خطرات سفرهای طولانی مدت به فضا نگران کرده است.
پس از طی مسیر طولانی به مقصد مریخ و فرود در سیاره‌ی سرخ فضانوردان احتمالا باید به سرعت فعالیت‌های دقیق و مهمی را انجام دهند. کاهش سرعت پردازش ذهن و مشکلات در تعادل و هماهنگی چشم و سر می‌تواند باعث بروز مشکلاتی در این زمینه شود.
از سوی دیگر جهش‌های ژنتیکی خطر فوری برای فضانوردان ایجاد نمی‌کند اما ممکن است خطر ابتلا به سرطان را در آن‌ها افزایش دهد. مسئله‌ی دیگر این است که در سفر به مریخ فضانوردان هشت برابر بیشتر از اسکات کلی در معرض تابش قرار می‌گیرند.
گروهی دیگر از پژوهشگران اما خوشبین هستند و امیدوارند با پژوهش‌های بیشتر راه‌های مقابله با این خطرات را پیدا کنند. مطالعه‌ی دوقلوهای ناسا را می‌توان اولین گام جدی در این زمینه دانست که باید برای حفظ سلامتی فضانوردان و سنجش شرایط ادامه پیدا کند.
منبع: New York Times
خیلی جالب بود