Microgravità, carenza d'acqua e di ossigeno, radiazioni spaziali: i pericoli per gli esseri umani che debbano trascorrere un anno o più nello spazio sono tanti e, se in futuro dovremo portare l'uomo su Marte conviene conoscerli a fondo. La pensa così anche la NASA che ha pensato di utilizzare una coppia di gemelli omozigoti e quindi con un patrimonio genetico particolarmente simile, gli astronauti Mark e Scott Kelly, per comprendere più a fondo cosa succede passando un anno al di fuori della Terra.
Se infatti fino ad ora sono moltissimi gli esseri umani andati nello spazio, 559, le missioni con durata superiore ai 300 giorni sono rarissime, solo 8 fino ad ora. Tra queste una è quella che ha visto protagonista proprio Scott Kelly, che a bordo della Stazione Spaziale ha trascorso 340 giorni. Per l'occasione l'astronauta ha raccolto i propri campioni di sangue e urina e si è sottoposto a diversi test, di memoria, di vista e di reattività. Nel frattempo, a terra, il fratello Mark ha fatto lo stesso, per tutto il tempo. In questo modo è stato possibile confrontare i risultati di entrambi, quasi si trattasse della stessa persona in due contesti diversi, in modo da osservare eventuali differenze.
I risultati, raccolti da ben 10 team di scienziati NASA, sono ora stati pubblicati sulla rivista Science, e rivelano la presenza di cambiamenti adattivi drastici nel corpo di Scott, alcuni dei quali rientrati dopo il ritorno sulla Terra. Ma non tutti.
Da un punto di vista fisico i cambiamenti sono stati diversi, ad esempio nella forma del bulbo oculare e nella capacità visiva, ma i test hanno registrato anche un indebolimento delle capacità cognitive, soprattutto legate alla memoria. Tutti cambiamenti dovuti alla microgravità e al suo impatto sul sistema vascolare, ma che possono anche essere stati causati in parte da predisposizione genetica.
Anche il microbioma di Scott Kelly, vale a dire la complessa e articolata flora batterica dell'intestino è variata, di poco ma al tempo stesso in maniera significativa. Un segno che l'organismo umano è in grado di adattarsi rapidamente ai cambiamenti ambientali, per mantenere inalterate le proprie capacità.
Più complessa è stata invece la risposta a livello genetico. Le mutazioni nell'espressione genica (e non, come erroneamente affermato da alcuni, nella sequenza genica), ossia nella risposta dei nostri geni all'ambiente, hanno raggiunto il 7%. Un livello considerato dalla NASA in media con la risposta del nostro corpo a situazioni stressanti, registrate ad esempio in chi pratica l'alpinismo o le immersioni subacquee. A sorprendere però sono stati soprattutto i cambiamenti riguardanti i telomeri, una sorta di cuffie protettive dei cromosomi, che normalmente tendono ad accorciarsi man mano che invecchiamo e che invece, durante la permanenza nello spazio, si erano allungati, per pori riaccorciarsi bruscamente al ritorno sulla Terra.
Secondo la NASA, in conclusione "Poiché la maggior parte delle variabili legate alla salute umana e biologica sono rimaste stabili o tornate alle condizioni iniziali dopo la missione di 340 giorni nello spazio, i dati suggeriscono che la salute umana può essere sostenuta durante il volo spaziale.
La persistenza di cambiamenti molecolari, come ad esempio per quanto riguarda l'espressione genica e l'estrapolazione dei fattori di rischio identificati per missioni di durata superiore all'anno restano stimabili e andranno dimostrati con misure identiche su altri astronauti".