El astronauta de la NASA Scott Kelly pasó 340 días en el espacio en una misión
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Uno de los experimentos mentales más famosos de la física es la paradoja de los gemelos, propuesta por primera vez por Albert Einstein en su artículo de 1905 sobre la relatividad especial y posteriormente ampliada por el físico Paul Langevin. Dice algo como esto. Un astronauta abandona la Tierra y pasa unos meses viajando por el espacio casi a la velocidad de la luz. Tiene un hermano gemelo que se queda en la Tierra. Cuando el astronauta regresa, descubre que su hermano ha envejecido décadas cuando él aún es joven. No pretendo entender por qué sucedería esto, pero tiene algo que ver con el paso relativo del tiempo que experimenta un viajero que se mueve rápidamente en comparación con alguien en la Tierra. O algo así. Realmente no importa: esta es una columna sobre el envejecimiento.
Es imposible viajar a tales velocidades, por lo que la paradoja de los gemelos seguirá siendo un experimento mental en el futuro previsible. Pero algo bastante similar sucede en el mundo real, sólo que en este caso es el viajero espacial quien envejece más rápido. Un gemelo que va al espacio durante seis meses envejecerá, según algunas medidas, 40 veces más rápido que su hermano terrestre.
La gran mayoría de nosotros nunca tendremos que preocuparnos por esto, pero los factores que impulsan el envejecimiento acelerado en órbita son cada vez más comunes en tierra firme. La buena noticia es que los intentos de proteger a los astronautas contra estos podrían beneficiarnos a todos.
Hasta ahora, dependiendo de dónde se trace el límite, unas 781 personas han estado en el espacio. Algunos de ellos sólo pasaron horas o días allí arriba, pero alrededor de la mitad vivió en una estación espacial durante meses. Un viaje a la Estación Espacial Internacional (ISS), en el que han participado casi 300 astronautas, suele implicar pasar seis meses o más en el espacio.
A la NASA le preocupa desde hace tiempo que un tiempo prolongado en el espacio pueda dañar la salud de los astronautas y, consciente de que se están planificando misiones prolongadas a Marte y más allá, ha realizado una investigación exhaustiva sobre los impactos y cómo mitigarlos.
Uno de los primeros y más famosos fue el estudio de los gemelos de la NASA. En 1996, la agencia reclutó a dos hermanos gemelos idénticos, Scott y Mark Kelly, en el cuerpo de astronautas. Ambos volaron en misiones de transbordadores y Scott pasó un tiempo en la ISS. Mark se retiró en 2011, pero Scott continuó, y cuando fue seleccionado para un período de un año en la ISS en 2015, los científicos de la NASA sintieron una oportunidad. ¿Por qué no realizar un estudio sobre gemelos, un formato de experimento clásico que utiliza gemelos para descubrir la importancia relativa de las influencias ambientales y genéticas en la salud? Lo ideal sería tener cientos de pares de gemelos, pero eso nunca sucedería en este caso, y una muestra de dos es más informativa que nada en absoluto. Así, los investigadores tomaron sangre, orina y heces de ambos gemelos antes, durante y después del vuelo, y encontraron algunas diferencias claras.
Uno de ellos estaba en sus marcadores de inflamación. Después de un año en el espacio, Scott tenía niveles elevados de varias moléculas inflamatorias y niveles reducidos de antiinflamatorias. También mostró signos de disfunción mitocondrial.
Ambos están en una lista de 12 “signos distintivos del envejecimiento”, lo que sugiere que uno de los impactos de vivir en condiciones de baja gravedad es la senescencia acelerada. Investigaciones posteriores con otros astronautas han demostrado que las estancias prolongadas en el espacio desencadenan al menos cuatro más de estas características. Además de la inflamación crónica y la disfunción mitocondrial, los astronautas también suelen demostrar inestabilidad genómica, un cambio hacia un microbioma intestinal poco saludable, alteraciones en el sistema endocrino y una percepción embotada de los nutrientes.
También muestran signos fisiológicos de envejecimiento acelerado, a veces en un grado sorprendente. Estos incluyen un fuerte deterioro de la salud cardiovascular, pérdida de tejido muscular y óseo, problemas cognitivos y disfunción inmunológica. Los impactos en el sistema cardiovascular son profundos: según una medida de la salud cardiovascular, la rigidez de la arteria carótida, los astronautas pueden envejecer 20 años en seis meses.
¿Cómo es eso? Según Daniel Winer del Instituto Buck para la Investigación sobre el Envejecimiento en California, hay cuatro características de vivir en el espacio que aceleran el proceso de envejecimiento. La primera es la falta de gravedad, que reduce la carga sobre los músculos y los huesos, provocando su atrofia. El segundo es un ciclo de luz oscura dramáticamente comprimido: los ocupantes de la ISS experimentan 16 amaneceres y 16 atardeceres cada 24 horas, lo que supone un enorme cambio espacial en sus ritmos circadianos. El tercero es la exposición a altas dosis de radiación ionizante procedente de rayos cósmicos galácticos, equivalentes a 480 radiografías de tórax durante seis meses. El último factor es el aislamiento social. Se sabe que todos estos son factores causales en el proceso de envejecimiento.
Los efectos perjudiciales de la vida espacial son similares a los de los factores estresantes en la Tierra
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“¿Y qué?”, podrías pensar. Los mortales terrestres nunca experimentarán estos factores estresantes. Pero en realidad lo hacemos. Según Winer, las condiciones en la Tierra replican en cierto modo las del espacio. No experimentamos microgravedad, pero los estilos de vida sedentarios tienen el mismo efecto en los músculos y los huesos. La alteración circadiana y el aislamiento social son comunes, y millones de personas están expuestas a altos niveles de radiación ionizante procedente del gas radón natural.
Los mecanismos del envejecimiento siguen siendo bastante confusos, pero la buena noticia es que la investigación sobre astronautas que realizan estancias prolongadas puede ayudar a dilucidarlos. Según Winer, los astronautas son un organismo modelo excelente para estudiar el proceso de envejecimiento. “Las exposiciones a los vuelos espaciales pueden conceptualizarse como versiones agudas e intensificadas de los factores estresantes crónicos de menor grado que impulsan una parte sustancial del declive asociado con la edad en las poblaciones terrestres”, escribieron él y sus colegas en un artículo de revisión reciente.
La investigación sobre los astronautas puede incluso ayudarnos a alcanzar el elusivo objetivo de la gerociencia: las intervenciones antienvejecimiento. Es comprensible que la NASA esté interesada en proteger a sus empleados y ha colaborado con el equipo de Winer para encontrar moléculas que contrarresten los efectos pro-envejecimiento de los vuelos espaciales. Durante los últimos 70 años, el programa espacial ha generado múltiples resultados médicos, incluidos implantes cocleares y extremidades artificiales. Una fuente de juventud sería una adición muy bienvenida a esa lista. ¡Hasta el infinito y más allá!
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