Em um famoso experimento de pensamento einsteiniano chamado de paradoxo dos gêmeos, um gêmeo que embarcou em um vôo rodopiante no espaço envelheceria mais lentamente em comparação com o gêmeo deixado de volta na Terra, resultado da dilatação do tempo ao viajar perto da velocidade da luz.
Mas os cientistas que estudam os astronautas gêmeos da NASA em um cenário da vida real encontraram o contrário: o astronauta Scott Kelly pode ter envelhecido um pouco mais rápido como resultado de sua passagem de um ano na Estação Espacial Internacional (ISS), em comparação com seu irmão terrestre, Mark.
Veja bem, as teorias da física de Albert Einstein são seguras; Scott Kelly não estava viajando nem perto da velocidade da luz. O que está em questão é a realidade biológica de que a vida em órbita - com riscos como radiação, microgravidade, sono ruim e condições restritas - pode afetar seu corpo, acelerando o processo de envelhecimento e possivelmente aumentando o risco de câncer.
Felizmente para Scott Kelly e todas as outras almas corajosas que se aventuram no espaço, esses efeitos negativos não parecem ser extremos e o corpo parece ser capaz de se recuperar principalmente, de acordo com a análise mais completa do Estudo de Gêmeos da NASA, publicado hoje (abril). 11) na revista Science.
O Estudo dos Gêmeos da NASA
A oportunidade de estudar os únicos gêmeos idênticos conhecidos, muito menos os irmãos, que viajaram para o espaço, foi grande demais para a NASA deixar passar. Mark voou em quatro missões espaciais da NASA, cada uma com duração inferior a duas semanas, e se aposentou em 2011.
Scott também voou em quatro missões espaciais da NASA, e as três primeiras foram curtas. Para a quarta missão, no entanto, a NASA enviou Scott à ISS por 342 dias em 2015. O objetivo era estudar os efeitos na saúde de um longo voo espacial, semelhante em comprimento aos nove meses necessários para viajar para Marte. Com Scott e Mark, a NASA encontrou os assuntos de teste e controle perfeitos, porque os irmãos compartilham o mesmo DNA.
Os gêmeos foram monitorados antes, durante e após o vôo de quase um ano. O estudo publicado hoje representa 10 investigações separadas - de cima para baixo, isto é, da cognição cerebral e da saúde da visão até as alterações nas bactérias intestinais - conduzidas por pesquisadores biomédicos da universidade, em grande parte não afiliados à NASA.
A principal descoberta foi que Scott se recuperou principalmente de seu ano no espaço depois de um ano inteiro na Terra. Mas dito isso, houve algumas observações curiosas.
Telômeros e radiação
Enquanto em órbita, o comprimento dos telômeros de Scott - que são tampas moleculares encontradas no final de cada cromossomo - na verdade aumentou, um sinal de envelhecimento reverso. O comprimento dos telômeros geralmente diminui à medida que envelhecemos. Esta foi a primeira observação convincente do alongamento dos telômeros, na Terra ou no espaço, de acordo com Susan Bailey, professora de biologia e oncologia do câncer de radiação na Universidade Estadual do Colorado e uma das principais pesquisadoras do estudo.
Mas Scott perdeu esses ganhos quando voltou à Terra e pode, de fato, causar danos permanentes aos seus telômeros, disse Bailey. (Não está claro o que causou o aumento dos telômeros de Scott no espaço.)
"O comprimento médio dos telômeros de Scott após o vôo se estabilizou perto dos níveis pré-vôo", disse Bailey à Live Science. "No entanto, ele tinha muito mais telômeros curtos após o vôo do que antes. E é aí que eu acho que a conseqüência a longo prazo para a saúde é - possivelmente estar em maior risco de envelhecimento acelerado ou patologias relacionadas à idade, como doenças cardiovasculares e algumas cancros ".
Além disso, pelo menos até um ano após o seu voo, Scott sofreu alterações nos sistemas imunológico e de reparo do DNA em comparação com o voo anterior.
"Ainda não sabemos se é bom ou ruim, mas podemos dizer que parece que o processo de adaptação às condições da Terra leva um tempo", disse Christopher Mason, professor associado de fisiologia e biofísica da Weill Cornell Medicine. em Nova York, também investigador principal do estudo.
Mason disse à Live Science que também não se sabe se Scott corre um risco aumentado de câncer a longo prazo como resultado de sua exposição à radiação cósmica e solar a bordo da ISS. Mark e Scott foram diagnosticados e tratados com sucesso para câncer de próstata em 2007, um aceno à sua semelhança genética. Scott, no entanto, descreveu a ameaça potencial de câncer por radiação espacial como uma bomba-relógio dentro dele.
Saúde e viagens espaciais de longa duração
Apesar de ter um tamanho de amostra de apenas um, ou talvez dois, o Estudo de Gêmeos da NASA tem amplas implicações para a compreensão dos riscos à saúde de viagens espaciais de longa duração, disse Markus Löbrich, professor de biologia de radiação e reparo de DNA na Universidade de Tecnologia de Darmstadt em Alemanha. Löbrich não fez parte do estudo, mas co-escreveu uma peça em perspectiva que também foi publicada na revista Science.
Löbrich disse à Live Science que pouco se sabe sobre os efeitos na saúde das viagens espaciais, mas o Estudo de Gêmeos da NASA deu os primeiros passos na quantificação dos riscos. Ele disse que as mudanças nos telômeros, por exemplo, são potencialmente graves e podem resultar da radiação de partículas. A dose de radiação em uma missão em Marte pode ser até cinco vezes maior do que em uma missão da ISS, então a NASA precisa pensar em maneiras de proteger os astronautas que viajam para lá e para cá, disse ele.
Mas Robert Zubrin, especialista em radiação, fundador e presidente da Mars Society, disse à Live Science que o Estudo de Gêmeos da NASA "apóia o caso de que a radiação não é um empecilho para missões humanas em Marte".
Zubrin, que não participou do estudo, estimou que a dose de radiação de um ano na ISS, parcialmente protegida pela radiação solar e cósmica, seria equivalente à dose de uma viagem de seis meses a Marte, na velocidade mais rápida que métodos de propulsão atuais podem nos levar até lá. Portanto, o fato de Scott Kelly não ter causado nenhum efeito imediato de sua permanência na ISS, como acontece com outras pessoas que tiveram uma exposição cumulativa comparável à radiação no espaço, é um bom sinal para a exploração de Marte, disse Zubrin.
Chegar mais rápido a Marte seria o melhor cenário para minimizar os riscos à saúde. Viajando à velocidade da luz, como o gêmeo de Einstein, chegávamos em alguns minutos. Exceto por um avanço tão fantástico na propulsão, teremos que nos contentar de seis a nove meses. Graças a Scott e Mark Kelly, os cientistas agora estão mais confiantes de que a viagem, ainda que árdua, provavelmente não será fatal.
Seguir Christopher Wanjek @wanjek para tweets diários sobre saúde e ciência. Wanjek é o autor de "Espaçadores: como os seres humanos vão estabelecer a lua, Marte e além" da Harvard University Press, primavera de 2020.
