NASA-astronauten Scott Kelly tillbringade nyligen ett år i rymden, medan hans identiska tvillingbror Mark (en före detta NASA-astronaut själv) stannade på jorden. Uppdraget var en del av ett viktigt hälsoexperiment, titta på hur att vara i rymden påverkar våra kroppar. Medan uppgifterna fortfarande studeras noggrant, NASA släppte nyligen några spännande preliminära fynd.

Kelly sköt upp ombord på den ryska Sojusraketen den 27 mars 2015, tillsammans med de ryska kosmonauterna Genaldy Padalka och Mikhail Kornienko (som går med Kelly på det ettåriga uppdraget). Innan, under och efter de 340 dagar han tillbringade ombord på den internationella rymdstationen, en stor volym biologiska prover samlades in från både Scott och Mark. Genom att titta på molekylära förändringar mellan de identiska tvillingarna som separerades vid lanseringen, NASA hoppas kunna belysa hur vissa proteiner och bakterier i kroppen påverkas av naturen eller vårdar genom att dra fördel av de extrema miljöskillnaderna mellan att leva på jorden eller i rymden.

Rymdorganisationer runt om i världen har ett gemensamt mål att ta människor till Mars. Uppdrag till Mars kommer att involvera besättningar som tillbringar cirka tre år borta från jordens gravitation, tar ungefär sex månader att resa till Mars i mikrogravitation, följt av mer än ett år på Mars yta, lever och arbetar i ungefär en tredjedel av gravitationen vi upplever på jorden. Detta är innan planeterna anpassar sig och det är dags för den sex månader långa återresan hem. För att på ett säkert sätt slutföra denna resa, effektiva motåtgärder mot den potentiella påverkan av rymdens extrema miljö på människokroppen måste utvecklas.

Tidigare uppdrag till den internationella rymdstationen har identifierat många av effekterna av mikrogravitation på människans fysiologi. Muskler, speciellt de som hjälper till att stödja kroppens hållning mot gravitationen, slösa bort, ben blir mindre täta, ökat tryck i skallen leder till synnedsättningar och mängden blod i kroppen minskar. Som om det inte vore nog, hjärtat blir också mindre då det lättare kan pumpa blod till hjärnan och kosmisk strålning kan leda till ökad cancerrisk.

För att motverka allt detta, astronauter på den internationella rymdstationen genomför ett rigoröst träningsprogram (cirka två timmar dagligen), åtföljd av en strikt planerad diet.

Molekylära anpassningar till rymdfärd

NASA Twins Study använder det relativt nya området omics – studiet av ett stort antal system i människokroppen på molekylär nivå. De första fynden involverade telomerer – ofta beskrivna som "cellens tickande klocka". Telomerer är DNA-sekvenser i änden av kromosomerna - skyddar dem från nedbrytning. När vi åldras, telomererna blir kortare och kortare.

Studien fann att telomerer i vita blodkroppar blir längre i rymden. Detta ansågs potentiellt bero på den ökade träningsregimen och den strikta dieten som Scott följde, men kanske kan Einsteins tidsutvidgningseffekt spela en roll i att astronauternas telomerer verkar åldras långsammare. Trots detta, markörer för inflammation i blodet ökade i rymden och efter landning tillbaka på jorden, som kan ha orsakats av den fysiska påfrestning som utsätts för Scotts kropp under återinträde och landning.

Vissa förändringar av DNA sågs också i Scotts genuttryck. Detta fynd kan hjälpa till att identifiera specifika gener som är känsliga för miljöstress så att vi kan hjälpa till att skydda dem. Under andra halvan av Scotts uppdrag, benbildning minskar också, vilket är vanligare vid osteoporos.

Astronauter kommer att behöva nå Mars och kunna utföra fysiska och kognitiva uppgifter för att överleva i månader i sträck i den partiella gravitationsmiljön på Mars yta. De kommer att behöva konstruera livsmiljön där de kommer att leva, utföra systemunderhåll och utföra vetenskaplig forskning. Genom att förstå hur mikrogravitation påverkar astronauternas DNA, läkemedel och andra motåtgärder kan utvecklas för att förhindra dessa förändringar och se till att astronauterna håller sig friska.

Självklart, det handlar inte bara om att utforska solsystemet. Många av de globala rymdorganisationerna syftar till att studera hur rymden påverkar människokroppen för att förbättra sjukvårdsinsatser för patienter på jorden. När användningen av omics utvecklas, det kan leda till personlig sjukvård.

Genom att använda dessa tekniker för att heltäckande analysera blodprover tagna på sjukhus, eller till och med vid läkarmottagningar, det kan en dag vara så att läkare kan förutsäga om en patient kan utveckla en viss sjukdom, och ordinera förebyggande läkemedel för att minska sannolikheten för att patienten blir sjuk i första hand. Resultat från NASA:s tvillingstudie kan därför, hjälpa oss att leva längre och hälsosammare liv på jorden.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.