منوعات

ماذا يحدث في جسم الإنسان عند البقاء في الفضاء لفترة طويلة؟

سكوت كيلي قضى عامًا في الفضاء.. لكن جسده لم يعد كما هو

The New York Times

ترجمة وإعداد: ماري مراد

قضى سكوت كيلي 340 يوما على متن محطة الفضاء الدولية (في مدار على ارتفاع 390 كيلومترا أو 240 ميلا عن سطح كوكب الأرض)، وجمع بيانات عن نفسه، فقد سحب الدم من ذراعيه وحفظ بوله ولعب ألعاب الكمبيوتر لاختبار ذاكرته وسرعة رد الفعل، كما قاس شكل عينيه.

وعلى الأرض، أجرى شقيق سكوت، مارك، الذي كان أيضًا رائد فضاء، اختبارات مماثلة. والآن، وفرت مقارنة بين هذين الرجلين فرصة فريدة لمعرفة ما يحدث لجسم الإنسان في الفضاء، وصولًا إلى المستوى الجزيئي.

في يوم الخميس، بعد ما يزيد قليلًا على ثلاث سنوات من عودة كيلي، 55 عامًا، إلى الأرض، ذكر باحثو ناسا أن جسده تعرض لعدد كبير من التغييرات خلال وجوده في الفضاء، فقد تحور الحمض النووي في بعض خلاياه. وأنتج جهازه المناعي مجموعة من الإشارات الجديدة. كما اكتسب الميكروبيوم (مجموع الميكروبات المتعايشة مع إنسان أو أي من الأحياء الأخرى وتعيش على جسمها أو في داخل أمعائها) الخاص به أنواعًا جديدة من البكتيريا.

العديد من هذه التغييرات البيولوجية بدت غير ضارة، وتختفي بعد عودته إلى الأرض. لكن البعض الآخر -بما في ذلك الطفرات الوراثية وتراجع درجات الاختبار المعرفي بعد عوته إلى الأرض- لم يصحح نفسه، مما أثار القلق بين العلماء.

اعتبر البعض أن المخاطر يمكن السيطرة عليها، في حين تساءل آخرون عما إذا كان من الآمن على الإطلاق لرواد الفضاء القيام برحلات طويلة إلى المريخ أو إلى ما بعده. وتعتمد الإجابات النهائية على دراسات المزيد من رواد الفضاء.

وقال الدكتور إريك توبول، مدير معهد سكريبس لبحوث الترجمة، الذي لم يشارك في الدراسة: “أعتقد بأن هذه أكثر التقييمات شمولية للبشر حتى الآن. لا أعرف أنه كان هناك أي شيء قريب من هذا”.

ورغم أن رواد الفضاء نُقلوا إلى الفضاء منذ ستة عقود تقريبًا فإن هناك الكثير حول الحياة في الفضاء لا يزال العلماء لا يفهمونها. مع تحقيقات مثل دراسة التوائم التي أجرتها وكالة ناسا والتي نشرت في مجلة “Science” العلمية، تأمل الوكالة في الإجابة عن بعض الأسئلة قبل إرسال رواد فضاء في رحلات طويلة.

في عام 2012، اختارت ناسا كيلي للانضمام إلى رائد الفضاء الروسي ميخائيل كورنينكو على متن المحطة الفضائية لإجراء فحص لمدة عام لتحديات السفر إلى الفضاء، أي ضعف مدة الدراسات السابقة.

ومن خلال مقارنة الإخوة، تأمل ناسا أن تفهم بشكل أفضل التغييرات التي مر بها سكوت كيلي خلال مهمته. وقالت سوزان بيلي، المتخصصة بعلم الأورام في جامعة ولاية كولورادو والمؤلفة المشاركة في الدراسة الجديدة: “حقيقة أنهما توأم تقلص حقيقة البدائل. يمكننا أن نقول هذه التغييرات ناتجة عن رحلات الفضاء”.

ظهور مفاجئ لعدد كبير من الأشياء

صممت 10 فرق بحثية تجارب للتوائم؛ من المحتمل أن يجلبوا سلسلة من عدد كبير من الأشياء للبحث. لكن بالنسبة إلى كيلي فإن التجربة لم تكن مختلفة تمامًا عن المهام السابقة. على سبيل المثال، فكان سحب عينة دم من كيلي في الجاذبية الصفرية روتينًا مألوفًا.

ووفقًا للعديد من التدابير، وجد العلماء في النهاية، لقد تغير كيلي تقريبا مثل رواد الفضاء الذين بقوا في المحطة الفضائية لمدة ستة أشهر فقط. في نهاية المطاف تباطأت وتيرة التغيير البيولوجي، مما يشير إلى أنه ربما يصل جسم الإنسان إلى توازن جديد في الفضاء. لكن أيضًا تم تغيير جسد كيلي بطرق مفاجئة.

درست الدكتورة بيلي أجزاء خاصة من الحمض النووي الخاص به يسمى التيلوميرات، الموجودة في نهاية الكروموسومات، وتحميها من التدهور. ومع تقدم البشر في السن، تميل التيلوميرات الخاصة بهم إلى أن تصبح أقصر. وقد يؤدي الإجهاد مثل التعرض للإشعاع أو التلوث، إلى تسريع عملية الشيخوخة عن طريق إنهاك التيلوميرات بشكل أسرع من المعتاد.

الغريب أن متوسط طول تيلوميرات لكيلي زاد في الفضاء بدلا من التناقص، كما لو أن خلاياه أصبحت أكثر شبابا. قد تكون ممارسة التمارين الرياضية بانتظام واتباع نظام غذائي صحي جزءًا من السبب. لكن الدكتورة بيلي قالت إن السفر إلى الفضاء ربما أيقظ عددًا هائلًا من الخلايا الجذعية في جسم كيلي، وربما صنع جسمه إمدادات جديدة من الخلايا الشابة ذات التيلوميرات الأطول.

الجينات المنشطة:

يبدو أن الذهاب إلى الفضاء يؤدي إلى تحول جيني في جسد كيلي. فقد زادت آلاف الجينات التي كانت هادئة يومًا ما من نشاطها، الجينات التي ظلت هادئة في جسم مارك كيلي مرة أخرى بعودته إلى الأرض. كلما بقي سكوت كيلي عاليًا زاد عدد الجينات النشطة.

من المعروف أن بعض الجينات المستيقظة تقوم بترميز البروتينات التي تساعد على إصلاح الحمض النووي التالف. قد يكون ذلك منطقيًا، نظرًا لأن مستويات الإشعاع في المحطة الفضائية الدولية أعلى منها على الأرض. وقدر كريستوفر ماسون، عالم الوراثة في “Weill Cornell Medicine” بنيويورك، أن كيلي تعرض لإشعاع يزيد بمقدار 48 مرة عن متوسط التعرض على الأرض على مدار عام. وقد تكون خلاياه مشغولة بإصلاح إصابات الإشعاع.

ويلعب عدد من الجينات النشطة الأخرى أدوارًا في الجهاز المناعي. وما الذي يثير هذه التغييرات بالضبط ليس واضحًا. وقد يكون الإجهاد الكلي للحياة في المحطة الفضائية يثير استجابة مناعية، لكن الدراسات الحديثة أظهرت أيضًا أن الفيروسات الكامنة يمكن أن تستيقظ في رواد الفضاء. أو ربما أن الجهاز المناعي، الذي لم يتطور مطلقًا للبقاء في الفضاء، ببساطة مرتبك.

“هل هو جيد أم سيئ؟ نحن نعرف فقط أنه أكثر” قال الدكتور ماسون، مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة، عن النشاط المناعي، مضيفًا: “لكي نعرف على وجه اليقين، نحتاج إلى المزيد من رواد الفضاء”.

أثبتت عودة كيلي إلى الأرض في 1 مارس 2016، أنها أحد أهم اللحظات -من الناحية البيولوجية- للمهمة بأكملها. فقد أظهر جسده علامات التوتر الشديد، وكان جهازه المناعي في حالة تأهب قصوى. وحذر مايكل سنايدر، عالم الوراثة في جامعة ستانفورد والمؤلف المشارك للبحوث، من أن هذه الاستجابة قد لا تكون نموذجية، “ربما أصيب بعدوى فيروسية. هذا هو السبب في أنك تريد أن ترى ذلك في عدد أكبر من الناس”.

ورغم هذه الصدمة، عاد جسد كيلي إلى حالة ما قبل السفر. فعلى سبيل المثال: بعض أنواع البكتيريا التي ازدهرت في أمعائه أثناء وجوده في الفضاء، أصبحت نادرة مرة أخرى عند هبوطه. واختفت الإطالة الغريبة لتيلوميرات كيلي قد بعد أقل من 48 ساعة من هبوطه على الأرض.

وفي الواقع، بدأت الدكتورة بيلي وزملاؤها في العثور على العديد من الخلايا ذات التيلوميرات التي كانت أقصر مما كانت عليه قبل سفر كيلي إلى الفضاء. وذكرت بيلي أن الذهاب إلى الفضاء ليس حلًا ليكون الشخص شابًا، وإلا فسيتعين على هذا الشخص البقاء هناك إلى الأبد.

القتال على الرمال المتحركة

بعد ستة أشهر من عودته إلى الأرض، كان 8.7 بالمائة من جيناته لا تزال تتصرف بطريقة متغيرة. انطلاقا من الحجم الصغير لهذا التحول، وصف الدكتور سنايدر التغيير بأنه متواضع. ووجد الباحثون أيضًا أن كيلي لم يؤدّ بشكل جيد عند عودته في الاختبارات المعرفية. وقال الدكتور ماثياس باسنر، العالم المعرفي في جامعة بنسلفانيا: “لقد أصبح أبطأ وأقل دقة في جميع الاختبارات تقريبًا”.

من الممكن أن تكون بعض التغيرات البيولوجية هي السببب. لكن الدكتور باسنر أشار إلى أن كيلي واجه أيضًا الكثير من الحاجات الملحة على الأرض، بما في ذلك جدول مزدحم للمقابلات التليفزيونية والخطابة.

وعلى مستوى اللاوعي، ربما لم يعد يريد جذب انتباه الآخرين. وقال الدكتور باسنر: “أقصد أنه تقاعد بشكل أساسي من اللحظة التي اصطدم فيها بالأرض، وبالتالي ربما لم يكن لديه دافع بعد الآن”.

في مذكراته لعام 2017، “القدرة على التحمل”، يصف كيلي نضاله بعد عودته مع الألم ومشاكل النوم وغيرها من المشاكل. وفي إحدى الليالي شعر كما لو كان “يقاتل على الرمال المتحركة” ، كما كتب. وفي مقابلة، تكهن كيلي بأن تلك الصعوبات قد تكون السبب في نتائجه المعرفية. وقال “من الصعب التركيز عندما لا تشعر أنك على ما يرام”.

العلماء وجدوا أيضًا تغيرا دائما آخر، والذي كان عبارة عن مجموعة من الطفرات الجينية التي اكتسبها كيلي في الفضاء. وقال الدكتور ماسون: “نراها تظهر خلال الرحلة، ثم استمرت بعد ذلك”. وفي بعض الأحيان، يطلق الإشعاع نوعًا من الطفرات التي تجعل الخلايا عرضة لاكتساب المزيد من الطفرات عند الانقسام. في نهاية المطاف، قد تبدأ الخلايا في النمو بشكل لا يمكن السيطرة عليه. واعتبرت بيلي أن هذا مقدمة للإصابة بالسرطان.

وذكر بيتر كامبل، المتخصص في علم الأورام بمعهد ويلكوم سانجر في بريطانيا والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة، أن العلماء لا يستطيعون التنبؤ بما ستعنيه الطفرات الإضافية على صحة كيلي. وقال: “من الصعب التأكد من ذلك، لكنني أعتقد بأن هذه الأنواع من الأرقام سوف ترتبط بزيادة معتدلة في خطر الإصابة بالسرطان”.

وهذان التغييران الدائمان -في إدراك كيلي والحمض النووي- تركا عددًا من الخبراء قلقين بشأن مخاطر رحلة إلى المريخ، والتي قد تستغرق عامًا. وقال جاري سترانجمان، عالم نفسي في كلية الطب بجامعة هارفارد، إن انخفاض السرعة والدقة “يمكن أن تكون له عواقب وخيمة على المهام طويلة الأمد”.

بعد رحلة مرهقة إلى الكوكب الأحمر، ربما يحتاج رواد الفضاء إلى اتخاذ إجراءات سريعة ودقيقة عند هبوطهم. وأوضحت راشيل سايدلر، عالمة الأعصاب الإدراكي بجامعة فلوريدا: “إذا كانت لديك فترة من سرعة أبطأ للمعالجة الإدراكية وصعوبة في التآزر البصري الرأسي، فستكون تلك السلوكيات في خطر”.

ولن يُمثل الحمل الثقيل للطفرات الوراثية، مخاطر فورية على رواد الفضاء في مهماتهم، لكنه قد يزيد من مخاطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة. وقدر الدكتور ماسون أن مهمة إلى المريخ ستعرض رائد فضاء للإشعاع أكثر من ثمانية أضعاف ما تعرض له كيلي.

وقال تشارلز سوانتون، المتخصص في علم الأورام بمعهد فرانسيس كريك في بريطانيا والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: “يجب بذل كل جهد ممكن للحد من التعرض لرواد الفضاء خلال فترات السفر إلى الفضاء لفترة طويلة”.

كما وجد الدكتور توبول، من معهد سكريبس، الآثار المترتبة على تجربة السيد كيلي قاتمة. وذكر: “الاستنتاج الرئيسي الذي توصلت إليه من هذه الورقة، بناءً على جميع البيانات الموضوعية، هو لماذا يريد أي شخص الذهاب إلى المريخ أو الذهاب إلى الفضاء؟ لأن هذا أمر مخيف حقًا”.

لكن جيري شاي، عالم الأحياء الخلوي في المركز الطبي لجامعة تكساس بجنوب تكساس، كان أكثر تفاؤلًا. وتمسك بأمل اتخاذ تدابير مضادة من شأنها حماية رواد الفضاء. وبالفعل هو وزملاؤه، على سبيل المثال، يختبرون أدوية لتحفيز الخلايا لإصلاح الحمض النووي الذي تضرر من الإشعاع. وقال “أعتقد بأن كل هذه المشاكل قابلة للحل”.

ناسا بدأت في فحص كل هذه النتائج للمساعدة في التخطيط للجولة المقبلة من المهام إلى محطة الفضاء الدولية. وقالت جينيفر فوغارتي، كبيرة العلماء في برنامج أبحاث الإنسان التابع لناسا: “لن يكون ذلك تكرارًا لما رأيته في دراسة التوائم. سوف نتعلم من ذلك، وسنكون أكثر ذكاءً بشأن الأسئلة التي نطرحها. هناك الكثير من الأشياء الرائعة التي يجب قياسها. ليس من الواضح ما يعنيه ذلك”.

من جانبها، تُخطط الدكتورة بيلي لمواصلة دراسة التيلوميرات المحيرة لكيلي. فحل هذا اللغز قد يلقي الضوء على الشيخوخة العادية والأمراض التي تسببها، وقالت “عندما نكتشف كيف ولماذا حدث هذا، سيكون من المهم لرواد الفضاء ولنا”.

الوسوم

مقالات ذات صلة

شاهد أيضاً

إغلاق
إغلاق