太空待1年 雙胞胎生理變化半年恢復

美國雙胞胎太空人史考特(右)與馬克在同一年裡,分別待在國際太空站與地球。

為了瞭解太空環境對人體的影響,美國航太總署(NASA)展開一項「雙胞胎計畫」,測試一對雙胞胎分別置身於國際太空站(ISS)及地球一年後,在生理機能數據上的異同,結果發現在太空中發生的生理變化,返回地球半年後大致恢復正常,但也有部分不若以往。該研究為人類未來展開月球、火星等距離更長的太空任務開啟重要認識,成果刊登於十二日出版的美國「科學」期刊。

這是NASA針對人體在太空航行期間的變化,迄今最全面的研究,包括基因表達、免疫系統、端粒長度、表現遺傳學、腸道微生物群、代謝能力、認知能力等層面。太空人史考特(Scott Kelly)在旅程前後都受到監測,而在國際太空站生活的三百四十天,也透過補給船將血液、尿液及糞便樣本送回地球;他的兄弟馬克(Mark Kelly)則是地球上的對照組。

染色體端粒在太空期間變長

團隊指出,人類染色體末端的「端粒」會隨著老化而變短,因此被視為衰老、心血管、癌症等疾病風險的指標。史考特的端粒長度在太空期間明顯變長,卻在返回地球後快速縮短,甚至流失部分端粒,可能對細胞健康帶來負面影響。相較之下,馬克的端粒在測試期間均保持穩定。此外,史考特的頸動脈血管壁在太空期間增厚,馬克則沒有此情況。該數據也被視為心血管或中風的風險指標。

史考特和馬克均在任務期間注射流感疫苗,並出現類似的免疫反應,這預示日後為太空人接種疫苗將是重要程序;兩人也曾分階段進行認知測驗,結果史考特的認知速度和準確度,在任務結束後出現衰退。此外,史考特的腸道微生物在太空期間增多,可能與太空人的飲食習慣有關,例如餐點多為冷凍食物,但該數據在返回地球半年後就恢復正常,這將有助於調整太空人飲食,以促進更健康的腸道細菌。

另外,太空環境使史考特的基因活動更加活絡,但這種變化有九十%在地球上恢復正常,惟免疫系統相關基因在半年後仍十分活躍。團隊指出,史考特出現基因突變的原因,包括太空輻射和零重力環境的無重狀態,尤其國際太空站的運行軌道,輻射量是地球的四十八倍,因此身體細胞會一直忙著修復輻射傷害。自由時報0412

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