Ameriški astronavt Scott Kelly je na Mednarodni vesoljski postaji (ISS) živel med marcem 2015 in marcem 2016. Podaljšano bivanje (navadno traja do pol leta) je bilo del Nasinega široko oglaševanega načrta Potovanje do Marsa, potrebno pa je bilo zato, da se temeljiteje preučijo učinki človeškemu telesu tujega okolja. Kateri koli homo sapiens se bo namreč v 30 letih podal do rdečega planeta, bo moral v vesolju bivati najmanj leto in pol. Dobro je vnaprej vedeti, na katere nevšečnosti ali celo hude poškodbe se je treba pripraviti.

Enoletno bivanje v orbiti so v preteklosti že štirikrat izvedli Rusi, s tem pa dokumentirali negativne vplive vesoljskih razmer na neprilagojeno človeško telo, a nikoli z raziskavo genomike v orbiti sami in s tako edinstvenim vzorčenjem.
Kellyjev podvig se pomenljivo imenuje Raziskava dvojčkov, zato ker Scott ni bil edini objekt raziskave. Poleg njega v orbiti so namreč temeljito spremljali tudi njegovega brata, enojajčnega dvojčka Marka, prav tako astronavta, le že upokojenega. Slednji je igral vlogo "nadzorne skupine". Gre za prvi test z identičnimi geni v različnih okoljih.

Sveže iz laboratorijev
Prvi, preliminarni izsledki analize o tem, kaj se je dogajalo v Scottovem telesu, so sveže na svetlo dani. Sodeč po Nasinem sporočilu za javnost, so presenetljivi. Vse dozdajšnje raziskave so namreč kazale skoraj izključno negativne, škodljive učinke na človeško telo, tokratna, edinstvena in precej bolj poglobljena, pa tudi nepričakovan pozitivni učinek.
Telomere, ki skrbijo za dolgoživost celic, so se "vesoljcu" podaljšale, kaže najzanimivejši izsek.

Telomere so zaščitne kapice na DNK-ju, neke vrste biološka ura, ki celici odšteva čas. Celica jih ima omejeno količino. Skozi čas se krajšajo, dokler povsem ne izginejo in celico prepustijo usodi. Navadno je tako, da imajo starejši ljudje vse krajše telomere.

Neobraba oziroma neusahljiv vir telomer po drugi strani vodi do navidezne neumrljivosti. Tako je npr. pri rakastih celicah.
Pričakovali so povsem nasprotno
Pri Scottovih belih krvničkah, torej celicah imunskega sistema, so se telomere dejansko podaljšale. Glavna znanstvenica pri tem delu raziskave Susan Bailey je pričakovala povsem drugačne izide. Izjavo je podala za znanstveno publikacijo Nature. Okrepljeno vesoljsko sevanje bi moralo telomere krajšati, je bila njena hipoteza. Izid pa je bil tako presenetljiv, da so vzorce po hitrem postopku razposlali še nekaj laboratorijem za dodatne preverbe. Nazaj so prišle zgolj potrditve.
V isti sapi je Baileyjeva posvarila pred prezgodnjim sklepanjem. Dejstvo, da se je zgodilo podaljšanje, še ne pomeni, da ga je povzročilo bivanje v orbiti samo po sebi; korelacija nujno ne pomeni vzročnosti. Morda je pravi vzrok intenzivna, večurna telesna vadba dnevno, s katero poskušajo astronavti omejiti druge negativne učinke pomanjkanja težnosti. Povečanje aktivnosti telomeraz se je nadalje dogajalo novembra 2015 pri obeh dvojčkih; ravno takrat, ko se je v družini Kellyjevih zgodil "stresni dogodek".

Slednji sicer ne pojasni splošnega in dolgoročnejšega povečanja pri Scottu. Prav tako ne dejstva, da so se telomere začele ponovno krajšati kmalu po vrnitvi na kopno.

Rahel upad miselnih sposobnosti
Raziskava dvojčkov se je dotaknila še številnih drugih področij, na primer kognitivnih (miselnih) zmožnosti. Slednje, predvsem hitrost in točnost, so se pri Scottu zmanjšale, a v primerjavi s polletnimi misijami, že dobro dokumentiranimi, nič kaj veliko. Življenje v vesolju samo po sebi torej dolgoročno ne vpliva bistveno na mentalne sposobnosti in s tega vidika bi morali biti odposlanci na Mars brez strahu.

Globoko vesolje najbrž slabo za nevrone
Ostaja pa ločeno in še vedno odprto vprašanje sevanja. Nižja orbita, kjer se nahaja ISS, je namreč globoko znotraj magnetnega polja Zemlje in zato je še vedno do neke mere zaščitena. Medplanetarni prostor pa je precej bolj prežet s škodljivimi kozmičnimi žarki. Kako bi neprestano trkanje teh visokoenergetskih delcev vplivalo na možgane? Preverbe že več let izvajajo na Univerzi v Irvinu v sodelovanju z Naso. Nazadnje so skupino glodavcev pol leta obstreljevali s podobnimi žarki, kot bi jih bili deležni ljudje na poti na Mars. Izid? Miši so utrpele nezanemarljive in nepopravljive poškodbe na možganih, posledično še poslabšanje kognitivnih sposobnosti in demenco. Raziskava je bila oktobra objavljena v Nature.

Manj težnosti, manj kosti
Kot pričakovano so Scottu ošibile kosti. Natančneje, rast kostnine se je upočasnila, še posebej v drugi polovici misije. Šibitev doživijo vsi astronavti, kozmonavti in drugi začasni prebivalci orbite. Razlog tiči v pomanjkanju težnosti, zaradi katere je nenehen pritisk na kostno tkivo. Ko gravitacijskega tiščanja ni več, se tudi kosti prilagodijo. Astronavti se proti temu borijo z omenjeno intenzivno telesno vadbo, ki pa ne zaleže veliko.

Mutacij še in še
Dvojčkoma so sekvencirali celoten genom (prek belih krvničk) in našli stotine različnih genskih mutacij. Kar 200.000 molekul RNK-ja se je izrazilo drugače. Spremembe DNK-ja so pomembne za prihajajoče dejanske koloniste na Marsu, še posebej tiste, ki kanijo tam zaploditi potomstvo.

To je le nekaj preliminarnih izidov skoraj "sveže iz laboratorijskih naprav", kot so se izrazili pri Nasi. Celotna slika psiholoških, fizioloških in drugih vidikov bo izrisana predvidoma še letos. Vprašanje je, ali bo dejanska raziskava genoma dvojčkov kdaj objavljena - razlog tiči v varovanju genetske zasebnosti.
Druga študija: kako rešiti vid
Januarja se je pojavila še ena, ločena študija, ki se je osredinila na problem vida v vesolju. V sodelovanju z Naso so jo več let izvajali na ameriški Univerzi v Teksasu. Lotila se je vprašanja, zakaj praktično vsem astronavtom precej opeša vid, nekaterim tudi dolgoročno, nekaj pa jih je celo oslepelo po prihodu na tla. Izidi so objavljeni v znanstveni publikaciji The Journal of Physiology.

Znano je, da imajo astronavti povečan pritisk v lobanji. Ker ni težnosti, ki bi kri in drugo notranjost teles vlekla navzdol, je več snovi v zgornjem delu telesa. To pomeni, da je občutek v orbiti podoben, kot bi ležali brez vzglavnika - brez prestanka. Intralobanjski pritisk se pozna tudi na očeh, a to še ni nujno vzrok za njihovo deterioracijo.

Meritve so v okviru te raziskave opravljali na 20 letalskih poletih, ki so potnike za kratek čas izpostavili mikrogravitaciji, pa tudi na tleh, kjer so jih oblačili v posebna oblačila, zmožna povečati ali zmanjšati pritisk v določenih delih telesa. Izide so primerjali z meritvami pri astronavtih v orbiti. Ugotovili so, da je intralobanjski pritisk v orbiti večji kot na tleh, ko sedimo. Obenem pa so naši možgani in oči podvrženi večjemu tlaku, ko leže spimo brez vzglavnika v primerjavi z lebdenjem v orbiti.

Odsotnost dnevnih variacij pritiska
Raziskovalci so ugotovili, da pritisk sam po sebi ni vzrok poškodb. Razlog verjetno tiči v odsotnosti variacije v pritisku. Na Zemlji je namreč reden dnevno-nočni cikel, ki možganom omogoča dnevni, 16-urni "odmor" od povečanega pritiska. V orbiti ga ni.
Če bi torej astronavtom na daljših misijah nadeli oblačila, ki bi jim vsaj v delu 24-urnega cikla znižala pritisk, bi morda preprečili - ali vsaj zmanjšali - poškodbe vida, so ocenili na Univerzi v Teksasu.
Še eden izmed manjših korakov, ki so po navedbah Nase nujni, da bomo čez 15 let videli človeške stopinje na Marsu. In da bo avtor odtisa lahko prišel nazaj - kolikor toliko zdrav.