A világűr látványosan és gyorsan öregít, és semmi sem véd meg ellene
Delfinek fogadták Sunita Williams és Barry „Butch” Wilmore amerikai űrhajósokat március 18-án, miután visszatértek a Földre a Nemzetközi Űrállomásról (ISS), ahol a tervezett egy hétnél kilenc hónappal több időt töltöttek el a Boeing Starliner űrhajó meghibásodása miatt. A kapszulájuk körül vidáman úszkáló delfinrajnál csak azok a képek járták be gyorsabban a világhálót, amelyek az 59 éves Williamsről készültek, aki ősz hajtöveit megvillantva mászott ki a Florida partjainál landoló egységből.
Egy szempillantás alatt elindultak a spekulációk, hogy vajon az űrben töltött idő és a Földtől eltérő gravitációs tér okozhatta-e a változásokat az űrhajós fizikai állapotában. A nagyközönség már korábban is foglalkozott az ISS-en rekedt űrhajós egészségével, mivel a NASA központjába visszaküldött képek és videók alapján úgy tűnt, mintha sokat fogyott volna, és alkata is törékennyebbnek tűnt. Ezeket az aggodalmakat Williams azzal hárította el, hogy azért tűnhet másnak a teste, mert az űrben a folyadék máshogy oszlik el az emberi szervezetben. De vajon milyen más egészségügyi változások állhatnak be, ha ilyen hosszú időt töltünk a világűrben? Tényleg gyorsul az öregedés, vagy csak amiatt keltettek ekkora feltűnést Williams tincsei, mert a Nemzetközi Űrállomáson hiánycikk a hajfesték?
A világűr öregít
A NASA már évekkel ezelőtt elkezdte kutatni az űrutazás és az öregedés összefüggéseit, azonban az tudományosan még nem bizonyított, hogy a haj őszülése kapcsolatba hozható azzal, ha valaki hosszabb időre kilép a Föld légköréből, és például a Földtől 400-420 kilométernyi magasságban keringő ISS-en tölti idejét. De legalább az idegrendszert veszélyeztető, a rákos megbetegedések kockázatát növelő kozmikus sugárzástól védi a Föld a mintegy 8 kilométeres másodpercenkénti sebességgel, alacsony Föld körüli pályán keringő űrállomást.
Azt már korábban megállapították az amerikai űrügynökség kutatói, hogy „jelentős élettani változásokat” idézhet elő az űrben töltött idő. Ilyen például az, hogy megnyúlhat a gerincoszlop, gyorsuló ütemben csökken az izom- és csontsűrűség, zavarok léphetnek fel az immunrendszerben, gyengülhet a szív, és ezek a hatások párhuzamba állíthatók a Földön tapasztalható, természetes öregedési folyamattal.
Ez a kérdés már csak azért is érdekes, mert az utóbbi időben beinduló űrturizmussal évről évre nőhet azoknak a száma, akik megfordulnak a világűrben, és így a testüket öregítő folyamatoknak teszik ki magukat. Nem is beszélve a Mars kolonizációjára vonatkozó, sokak szerint őrült tervekről: Elon Musk például húsz éven belül egymilliós várost építene a vörös bolygóra.
Az űrből fájóan hiányzik a gravitáció
Ehhez azonban rengeteg más feltétel fennállása mellett arra lenne szükség, hogy az emberi szervezet kibírja a 62,1 millió kilométer távolságot jelentő űrutazást a Föld és a Mars között. Az eddigi kutatások azonban arra mutattak rá, hogy a testünk igencsak törékeny az űrbeli viszonyok között.
A gravitáció hiánya például eléggé megviseli a szervezetet. A gerincoszlop 3-7 centimétert is nyúlhat a csigolyák közötti porckorongok „kitágulása” miatt, a Földre való visszatérés után azonban helyreáll az eredeti állapot. A gravitáció hiánya a vérkeringést is átformálja: a vér ugyanis a világűrben a test összes részében egyenlően oszlik el, ennek következtében a fej-nyaki vénák kitágulnak, és e testrész szövetei is megduzzadnak a többletfolyadék hatására. A magasabb vérnyomás intenzívebb kiválasztásra ösztönzi a vesét, fokozódik a kalciumkiválasztás, amit a szervezet a csontok és az izmok leépítéséből fedez.
A Stanford Egyetem orvoskutatói például egy tavaly végzett tanulmányukban, amelynek során izommintákat küldtek a Nemzetközi Űrállomásra, azt állapították meg, hogy az űrben a gravitáció hiánya károsítja a vázizomzat normális regenerációs képességét is. A mintákat egészséges önkéntesek által adományozott izomsejtekből növesztették kollagénből készült állványzaton, hogy hasonlítsanak az izomrostok kötegelt szerkezetére. Hét napig növekedtek az űrben, majd a Földre való visszatérésükig lefagyasztották őket. A kutatók hasonlóságokat találtak a mikrogravitációban egy hetet töltött izmok és a szarkopéniában, az évtizedek alatt kialakuló izomsorvadásban szenvedő idősebb felnőttek izmai között.
A csontsűrűség havonta akár 1-2 százalékkal is csökkenhet, ami növeli a csontritkulás és a csonttörések kockázatát a Földre való visszatérés után. Ennek a jelenségnek és a harántcsíkolt izmokból álló vázizomrendszer sorvadásának vagy atrófiájának valamennyire sikerült már elejét venni az ISS-en speciális futópadok és biciklik, valamint a földi gravitációs erőket utánzó ellenállási szalagok segítségével.
A nők jobban viselik az űrutakat
Az elszigeteltség és a bezártság továbbá depresszióhoz és alvászavarokhoz vezethet, és újraaktiválódhatnak a szervezetben lappangó vírusok is. Az immunrendszer zavarai olyan tényezők miatt is kialakulhatnak, mint hogy a Nemzetközi Űrállomás túl steril: hiányoznak a földi körülmények között a talajban és a vízben természetesen velünk élő mikrobák, és a mikrobiális sokféleség hiánya magyarázatot adhat arra, hogy az űrhajósok miért tapasztalnak gyakran az immunrendszerükkel kapcsolatos egészségügyi problémákat, például kiütéseket, gombás fertőzéseket és övsömört.
Ráadásul az sem mindegy, hogy nőkről vagy férfiakról van-e szó. Egy, a Nature Communications szaklapban tavaly megjelent tanulmány szerint ugyanis a nők a férfiaknál jobban viselik a világűrben tapasztalt stresszt, és gyorsabban is épülnek fel a Földre való visszatérésük után. Igaz, a tanulmány nagyon kis mintával dolgozott – két űrutazó nő és két férfi immunrendszerének az űrutazásra adott válaszreakcióit vetették össze 64 korábbi űrhajós adataival –, így az eredményekből messzemenő következtetéseket nem érdemes levonni.
A NASA ikerkutatása járhat a dolgok végére
2015-ben indította el az amerikai űrügynökség az ikerprogramját, amelynek középpontjában az állt, hogy megfigyeljék, milyen fiziológiai, molekuláris és kognitív változásokat okozhat az emberben az űrrepülés veszélyeinek való kitettség. Az 1964-es születésű Scott Kelly ekkor 340 napot töltött a Nemzetközi Űrállomáson, miközben egypetéjű ikerpárja, Mark (aki korábban maga is ötször járt az űrben) a Földről követte testvére űrbéli kalandjait. Scott összesen egy évet töltött az űrben, és visszatérése után alapos összehasonlító vizsgálatoknak vetették alá az ikerpárt, majd kiderült, hogy bár a környezetváltozásból fakadó legtöbb probléma néhány napon vagy héten belül megoldódott, Scott Kelly DNS-einek 7 százalékában tartós változást észleltek, és az űrben kialakult, számos különböző betegségnek kaput nyitó mitokondriális diszfunkciók is megmaradtak.
A legfontosabb eredményeket a Science publikálta. Ezekből a vizsgálatokból tudjuk, hogy az egyik kardinális kérdés a telomerek, vagyis a kromoszómák végén lévő, azokat a károsodástól védő rövid szakaszok hosszúsága, ezek ugyanis idővel elkezdenek rövidülni. Ennek ütemét számos tényező befolyásolja, többek között az oxidatív stressz és a gyulladások, a táplálkozás, a fizikai aktivitás, a pszichológiai stressz és az olyan környezeti hatások, mint a légszennyezés, az UV-sugarak vagy éppen az ionizáló sugárzás. A tudósok Scott és Mark összehasonlításával arra jutottak, hogy amikor Scott visszatért a Földre, a telomerek hossza gyorsan rövidült, majd a következő hónapokban stabilizálódott, és megközelítette a repülés előtti átlagot. Az űrrepülés után azonban sokkal több rövid telomerje volt, mint előtte, ami az öregedés gyorsulására utal.
És végülis a hajra hogy hat az űr?
Japán kutatók 2016-ban állapították meg, hogy az űrutazás megváltoztatja az emberi szőrtüszőkben a génkifejeződést. A kismintás kutatásban, amelyben mindössze tíz asztronautát vizsgáltak, bizonyos esetekben a hajnövekedés szabályozásáért felelős gének túlműködését figyelték meg, ami meggátolhatta a szőrtüszőkön belül a sejtek szaporodását. A jelenség a férfiakat jobban érintette, mint a nőket, és a kutatók végül arra jutottak, hogy az űrutazás potenciálisan vezethet hajhulláshoz.
Egy évvel ezelőtt aztán belga és olasz kutatók egerek három hónapos űrutazását vizsgálva jutottak arra, hogy az ISS fedélzetén eltöltött idő bőrsorvadást idézett elő az állatoknál, ami befolyásolta a bőr izomzatát és a szőrtüszők ciklikus működését.
2021-ben a NASA kutatói kimutatták, hogy az űrutazás növelheti az oxidatív stresszt, amiről még korábbi kutatások azt állapították meg, hogy hozzájárul az öregedési folyamatokhoz, például a haj őszüléséhez. Az oxidatív stressz ugyanis az antioxidáns rendszerek hatékony működésének csökkenésével növekszik meg, ami a hajban úgy jelenik meg, hogy a reaktív oxigénfajták felhalmozódása sejtszintű károsodást okoz a szőrtüszőkben, és ez a hajszínt adó melanin termelésére is hatással van. Azt azonban még egyetlen tanulmány sem mutatta ki, hogy az űrutazással együtt járó oxidatív stressz közvetlenül hozzájárulna a hajszín megváltozásához.
Mindehhez képest persze a legegyszerűbb magyarázattal Emily Carney, az amerikai haditengerészet korábbi nukleáris technikusa és űrtörténész szolgált Threads-oldalán arról, miért is ősz a haja és tűnik megfáradtnak Sunita Williams: “Ez azért van, mert az űrben nem áll az ember rendelkezésére hajfesték vagy sminktükör.” Ráadásul az asztronautáknak van is mit kipihenniük: a két űrhajós összesen 286 napot töltött el az ISS-en, miután egyhetesre tervezett űrutazásuk kissé kitolódott. Sikeres visszatérésük után valószínűleg hosszú pihenési és feltöltődési időszak vár rájuk, és biztosra vehetjük, hogy tudományos vizsgálatuk hosszú évekig ellátja majd munkával az űrutazás hatásait kutató szakembereket.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
