Unikt tvillingestudie: Sådan blev astronauts krop påvirket af at være i rummet
NASA's stort anlagte studie har kun én reel forsøgsperson, men enorme mængder data.

Mark (t.v.) og Scott (t.h.) Kelly er begge tidligere astronauter, nu pensionerede, hos NASA. I et omfattende nyt studie har forskere fulgt forskelle i deres kroppes udvikling, mens Scott var i rummet i et år, og Mark var på Jorden. (Foto: NASA) 

Mark (t.v.) og Scott (t.h.) Kelly er begge tidligere astronauter, nu pensionerede, hos NASA. I et omfattende nyt studie har forskere fulgt forskelle i deres kroppes udvikling, mens Scott var i rummet i et år, og Mark var på Jorden. (Foto: NASA) 

Hvad sker der i kroppen på en astronaut, der er i rummet i et år?

Det er velkendt, at man mister muskelmasse på grund af den manglende tyngdekraft, og at stråling kan skade kroppen.

Men præcis hvor meget skade der sker, i forhold til hvis man var blevet på Jorden, kan være svært at vide.

Nu er der dog kommet nye resultater, som har udnyttet en unik mulighed for at få mere præcise svar. Scott Kelly, der er en af to astronaut-tvillinger ved NASA er nemlig blevet undersøgt og sammenlignet med sin bror, Mark Kelly, der blev på Jorden, før, under og efter, at han tilbragte et år i rummet ombord på Den Internationale Rumstation, ISS.

»Det er en unik mulighed for at undersøge, hvordan rummet påvirker kroppen, uden at man skal bekymre sig om, at forskellene skyldes genetiske forskelle hos deltagerne,« siger Ulf Simonsen, der er professor på Institut for Biomedicin ved Aarhus Universitet, og som ikke har været med til at lave studiet, til Videnskab.dk.

Studiet er netop udgivet i det videnskabelige tidsskrift Science.

LÆS OGSÅ: Astronaut-tvillinger skal afsløre vægtløshedens gåder

Et studie på… én person i rummet?

Før vi går til resultaterne, skal vi lige have et forbehold på banen. Studiet har kun data fra én enkelt person i rummet.

»Det er helt utroligt, at et studie på én person, kan få lov til at fylde 20 sider i et så stort tidsskrift som Science. Når det så er sagt, så er mængden af data, de har indhentet, utroligt stor. Det overstiger langt alt andet, man har målt tidligere hos astronauter,« siger Nathaniel Szewczyk, der er professor i rumbiologi på School of Medicine ved University of Nottingham i Storbritannien, til Videnskab.dk.

Han har ikke selv deltaget i studiet, men har læst det igennem for Videnskab.dk.

Han fortæller desuden, at studiets resultater i høj grad understøttes af tidligere forskning.  

»Et lille katalog over rummets effekter på kroppen«

Scott og Mark Kelly er blevet fulgt i hele 27 måneder. Det tæller en periode, fra før Scott tog i rummet, mens han var afsted i 340 dage, og seks opfølgende måneder efter han kom hjem.

I den tid har forskerne undersøgt og holdt øje med ændringer i tvillingernes fysiologi. Blandt andet har de undervejs kigget på kropsvægt, genetik, kredsløb og stofskifte.

De har endda taget blodprøver ombord på ISS, sendt dem til Jorden med Soyuz-raketten og kørt dem på laboratoriet.

»Man kan godt kalde studiet et katalog over alle de måder, rummet påvirker kroppen på, når vi opholder os længere tid i rummet. Men det er rigtigt, at man skal huske på, selvom det er et grundigt studie, at der stadig kun er tale om to personer,« siger Ulf Simonsen.

I boksen under artiklen kan du læse om alle de overordnede effekter, forskerne fandt, at rumrejsen havde på Scott Kellys krop. Blandt andet kredsløbet, synet, kognitionen, tarmbakterierne og en lang række geners udtryk ændrede sig.

LÆS OGSÅ: Hvordan reagerer astronauter på den ekstreme isolation under en fremtidig Mars-mission?

Scott Kellys gener blev påvirket af rummet

Da Scott og Mark Kelly er enæggede tvillinger, er der ikke forskel på deres DNA. Det vil sige, at de har det samme genmateriale.

Selve DNA’et forblev også ens for tvillingerne under Scott Kellys tur i rummet, men selvom DNA’et ikke ændres, kan vores omgivelser påvirke, hvilke gener der er aktive. Og her skete noget med Scott Kellys gener.

»De nævner blandt andet gener, som har betydning for immunforsvaret og for stofskiftet,« fortæller Nathaniel Szewczyk.

LÆS OGSÅ: Epigenetikken styrer vores DNA's opførsel

Fik længere telomerer

Vi mennesker har 46 kromosomer i vores cellekerner, der er bærere af vores DNA. For enden af kromosomerne sidder det, der hedder telomererne. De beskytter vores DNA fra at gå i stykker, når vores celler deler sig, og med alderen bliver vores telomerer kortere.

Hos Scott Kelly skete dog det modsatte, da han kom op i rummet. Hans telomerer blev cirka 14,5 procent længere under rejsen. Før han tog afsted var hans telomerer cirka samme længde som broderens.

Det betyder dog ikke, som man måske skulle tro, at Scott er blevet yngre end sin tvillingebror.

»Man er faktisk gået væk fra at bruge telomerernes længde som et mål for alder, for længden kan variere rigtig meget. En voksen kan sagtens have længere telomerer end et barn, og mus, der kun lever 2-3 år, har også meget lange telomerer,« siger Morten Scheibye-Knudsen, der er lektor på Center for Sund Aldring ved Københavns Universitet, til Videnskab.dk.

LÆS OGSÅ: Hvorfor ældes vi?

Under forsøget har selveste Soyuz-raketten været brugt til at sende prøver til og fra Den Internationale Rumstation ISS. (Foto: Shutterstock.) 

Lange telomerer kan være tegn på stress

Faktisk kan de længere telomerer hos Scott Kelly være et tegn på, at han har været udsat for en stressende situation.

»Vi ved fra tidligere studier, at når man udsættes for stress, så kan man få en adaptiv reaktion, som forlænger telomererne. Den slags stress kunne for eksempel være skader på DNA’et, som kosmisk stråling kan forårsage i rummet,« siger Morten Scheibye-Knudsen.

Da Scott Kelly kom tilbage til Jorden, blev hans telomerer hurtigt kortere igen. Allerede indenfor de første 48 timer var de blevet kortere, og efter 2-3 måneder var de stort set tilbage i samme tilstand, som da han forlod Jorden.

LÆS OGSÅ: Hvordan påvirkes kroppen af at være i rummet?

Professor i rumbiologi: Det bliver forhåbentlig rutine

Nathaniel Szewczyk håber, at mange af de målinger, som forskerne har gjort på Scott Kelly bliver rutine i fremtiden for alle astronauter, der skal sendes ud i rummet.

»Som jeg nævnte før, så er det her kun én person, og vi har brug for flere. Det er måske vanskeligt at finde 40-100 astronaut-tvillinger, men hvis det her studie kan være starten på, at vi rutinemæssigt tester astronauter, så kan vi pludselig få rigtig meget data,« siger han.

Her kunne man indvende, at det lyder dyrt, men det behøver det ikke nødvendigvis at være, fortæller Nathaniel Szewczyk:

»Det kommer an på, om man kan implementere målinger til forskning sammen med andre rutinemæssige tjek, man alligevel laver, når astronauterne skal op. Hvis det kan lade sig gøre, bliver det ikke meget dyrere, men hvis ikke, så er jeg enig, så kan det blive dyrt,« slutter han.

LÆS OGSÅ: 665 dage i rummet: Kvindelig astronaut slår rekord

LÆS OGSÅ: Astronauter får ondt i hovedet

Sådan blev Scott Kelly påvirket i rummet

Kropsmasse: Scott Kelly tabte 7 procent af sin vægt, indtil han landede på Jorden igen. Herefter steg den stort set til det samme som før med et lille fald. Marks vægt steg med cirka 4 procent i samme periode.

Telomererne blev 14,5 procent længere under rumrejsen, men faldt til stort set samme niveau som før to måneder efter hans tilbagevenden.

Genetisk udtryk: En række gener blev slukket, mens andre blev aktiveret under rumrejsen. 811 gener, blandt andet relateret til reparation af DNA-skader og immunforsvar, forblev ændrede seks måneder efter landing.

Væske i hovedet: Scott Kelly fik mere væske i hovedet, og halspulsåren blev udspilet. Væggen omkring blodåren blev også tykkere. Det øger alt sammen risikoen for kardiovaskulære sygdomme, ifølge Ulf Simonsen.

Synsforstyrrelser: Forøget tryk i hovedet kan føre til hævelse af synsnerven, hvilket giver pletter for øjnene. Det skete også for Scott Kelly. Genetikken kan dog være udslagsgivende her, fortæller forskerne.

Kredsløb: Scott Kelly fik flere af de såkaldte liptider, der er partikler i blodet, som bærer på det dårlige kolesterol.

Stofskifte: Forskerne målte mere laktat hos Scott Kelly under rumrejsen. Laktat er et tegn på, at stofskiftet ikke fungerer optimalt, ifølge studiet. Hans værdier blev dog normale efter, han kom hjem.

Tarmbakterier: Der skete en ændring i sammensætningen af tarmbakterier hos Scott Kelly, men ikke i højere grad, end hvis man tager på ferie i et andet land, fortæller Ulf Simonsen.

Nedsat kognition: Længerevarende ophold i rummet kan ifølge studiets tests belaste evnen til at reagere hurtigt og præcist. Dette var værst i perioden fra 6-12 måneder i rummet.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.