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Los gemelos espaciales, cada vez "más distintos": los ocho cambios en el organismo que puede provocar estar en el espacio
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Los gemelos espaciales, cada vez "más distintos": los ocho cambios en el organismo que puede provocar estar en el espacio

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Sin duda, el experimento espacial de los hermanos Kelly es uno de los más curiosos en lo que se refiere a enviar al ser humano al espacio, pero más allá de lo llamativo está toda la información que queda por darnos. Aún estamos a la espera de que se presente un estudio definitivo y conjunto sobre todo lo referente a él, pero de momento se van sabiendo más datos sobre los cambios en el cuerpo humano al viajar al espacio gracias a este curioso experimento.

A modo de breve recordatorio, los hermanos Kelly son dos gemelos idénticos que comparten otro aspecto más allá de la genética: son astronautas. Aprovechando la coyuntura, la NASA envió a uno de ellos (Scott) a la Estación Espacial Internacional durante 340 días, mientras que el otro (Mark) siguió en la Tierra. Lo que esto permite es que podamos saber qué le ocurre a nuestro cuerpo en condiciones de microgravedad, y poco a poco los investigadores van desvelando estos hallazgos en diez estudios distintos.

Telómeros que van, telómeros que vuelven

Como vimos hace algo más de dos semanas, los primeros datos nos decían algo más allá de esos cinco centímetros más de altura con los que Scott había vuelto del espacio. Salían publicados en Nature y se hablaba de que había alteraciones conductuales y fisiológicas muy similares a las que causa el estrés, aunque cabía ver si sólo se debían solo al estrés de vivir en el espacio (y no tanto a la microgravedad).

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Otro cambio que se vio fue en los telómeros, es decir, los extremos de los cromosomas. Concretamente se vio que los telómeros de Scott se habían alargado, al contrario de lo que los científicos esperaban (en el estudio llevado por Susan Bailey, de la Colorado State University), aunque tras 48 horas en la Tierra se acortaron hasta volver a la longitud que tenían previamente a la estancia en la ISS.

Lo que se considera es que la elongación temporal de los telómeros de Scott puede ser efecto de la rigurosa rutina de ejercicio y la estricta dieta hipocalórica del astronauta.

Nadie gana a las bacteria en adaptación

Las bacterias dan bastante que hablar en el espacio con más o menos motivo. Pero lo que se ha visto en cuanto a las diferencias de los gemelos es que la población bacteriana de Scott era muy distinta a la de Mark durante el tiempo del estudio, si bien cabía imaginar que pasaría algo así debido a la sensibilidad de los microbios a cambios en la dieta o el ambiente.

La población bacteriana de Scott cambió, pero estas variaciones no permanecieron más allá de la estancia de la ISS al volver a la Tierra

En concreto se vio en el trabajo del equipo de Fred Turek de la Universidad Northwestern que la población bacteriana de Scott cambió tanto con respecto a cuando estaba en la Tierra como con su hermano, pero estas variaciones no permanecieron más allá de la estancia de la ISS al volver a la Tierra. Cambios similares, como comentábamos, a los que se esperan cuando alguien cambia radicalmente de hábitos con respecto a la dieta o se expone a un ambiente muy distinto, lo cual en ambos casos ocurrió a Scott.

Los glóbulos blancos son también astronautas, pero no las citoquinas

¿Qué pasa con nuestro sistema inmunológico tras un tiempo en el espacio? Para ver cómo afecta la microgravedad en lo referente a nuestras defensas el equipo de Emmanuel Mignot (de la Universidad de Stanford) llevó a cabo un estudio usando una vacuna contra la gripe, inyectada tanto a Scott como a Mark en dos ocasiones (con un año de separación).

Lo que vieron es que no, la microgravedad no supone un cambio en la respuesta inmunológica de nuestro organismo, y (por suerte) la de Scott fue equivalente a la de Mark (es decir, la producción de anticuerpos contra el virus de la gripe), de modo que ir al espacio no atenúa ni incrementa la acción de este sistema.

Laboratorio

Aunque hay una salvedad: parece que lo que sí se afecta es la inflamación. El equipo de Mike Snyder, también de Stanford, vio que la respuesta inflamatoria de Scott era más pronunciada que la de Mark, con un alto nivel de citoquinas (proteínas responsables de la regulación de la respuesta inflamatoria) desde antes del vuelo que permaneció elevado durante la estancia en la Estación, así como seis meses después de su vuelta a la Tierra.

Otro hallazgo en relación a esto fue la observación de un aumento del ácido 3‑indolepropiónico (IPA), que ayuda a regular el nivel de insulina (hormona encargada de ajustar el nivel de azúcar en sangre) en los análisis de Scott, lo cual pudo deberse al aumento de la respuesta inflamatoria para intentar combatir la resistencia a la insulina que ésta provoca.

¿Arterias engrosadas?

Con tal de comprobar si los radicales libres en el aire tienen impacto en la estructura y efectividad de las arterias, Stuart Lee del Centro Espacial Johnson de la NASA y su equipo llevan a cabo un estudio en el que se examinaba con ultrasonidos y muestras de orina y sangre las arterias de los gemelos.

Astronauta Carotida No es uno de los gemelos, es el astronauta Koichi Wakata usando el aparato de ultrasonidos de la Estación Espacial Internacional para revisarse las arterias carótidas y enviar los resultados a los investigadores, buscando estos posibles efectos de la microgravedad en la pared arterial. (Imagen: NASA)

Lo que de momento han visto es que la pared de las arterias carótidas (las que van del corazón al cerebro) era más gruesa tras volver a la Tierra, encontrando unos biomarcadores de inflamación elevados. Esto no se vio en Mark, pero aún han de determinar si esto es efecto de estar en el espacio o una cuestión de envejecimiento arterial no relacionada con ello (y que por otros factores no se ha dado en el hermano que quedó en la Tierra).

Las proteínas parecen notar el cambio

Relacionado con los cambios en los mecanismos genéticos están los de formación de proteínas, y de estudiar esto y si hay variaciones en la capacidad de modificación de estas moléculas se encargó el equipo de Brinda Rana de la Universidad de California. Para ello recogieron muestras antes, durante y después de la estancia espacial (de ambos gemelos).

Proteina

Lo que de momento han visto es que hubo cambios en la excreción de algunas proteínas de Scott durante la estancia en la ISS, particularmente la acuaporina 2. Esta proteína se encarga de transportar moléculas de agua y sirve como un indicador del estado de hidratación del organismo, por lo que relacionaron el incremento de eta proteína con unos niveles altos de sodio en el plasma, indicando deshidratación.

Lo que creen es que hay una tendencia a que los fluidos migren a la cabeza durante las estancias en microgravedad, lo cual causa aumento de la presión intracraneal y disfunciones visuales, lo cual se ha documentado en el caso de otros astronautas.

Los genes notan que algo pasa

A Chris Mason, de la Universidad Weill Cornell, ya le mencionamos en esos primerísimos hallazgos en los estudios relativos al proyecto de los gemelos astronautas, al dirigir él los análisis relativos a los estudios de la expresión genética. Lo que ha estado viendo junto a su equipo es que Scott ha experimentado cientos de mutaciones genéticas en comparación a su hermano Mark, debidas probablemente al estrés como ya comentamos en su momento.

Por otra parte está lo que ya vimos en Nature en relación a la metilación del ADN (lo que activa y desactiva a los genes, por decirlo de manera sencilla), hallazgos del trabajo de Andy Feinberg de la Universidad Johns Hopkins, quien dirigió el estudio en relación a los cambios epigenéticos, es decir, a cómo se expresan los genes.

Lo que vio este equipo es que había regiones en la que se detectaron cambios en la metilación, siendo dos las que al parecer sí tienen relación con la microgravedad: la que está cerca del gen encargado del crecimiento de los telómeros y la que queda cerca del gen encargado de la producción de colágeno.

Con todo esto, los científicos han concluido de momento que hay cinco aspectos en relación a los cambios genéticos a tener en cuenta para futuras misiones espaciales, algunos de los cuales ya hemos repasado:

  • Hipoxia: probablemente debida a la falta de oxígeno y al exceso de dióxido de carbono.
  • Estrés mitocondrial: relacionado en parte con lo anterior, dado que las mitocondrias son una parte de las células encargada de la respiración celular (es decir, obtener energía a partir de oxígeno).
  • Efectos en los telómeros, en los mecanismos de reparación de ADN y en el daño a dicha molécula: probablemente relacionados con la exposición continua a radiaciones.
  • Descenso de la producción de colágeno, la formación ósea y de la coagulación sanguínea: lo cual se achaca a los efectos de la microgravedad en los fluidos.
  • Incremento de la actividad inmunológica: probablemente debido al cambio de ambiente.

La operación bikini espacial

Algo más visible (y quizás entendible) es lo que ocurre con la masa corporal de quienes están una temporada en el espacio exterior. Esto se ha encargado de evaluarlo el equipo de Scott M. Smith, del centro de la NASA Johnson, que ha monitorizado lo perfiles bioquímicos de cada gemelo buscando los cambios.

Alimentacion Espacio (Imagen: Space.com)

Lo que vieron es que la masa corporal de Scott se redujo considerablemente tras su estancia en el espacio, acompañado de un incremento también importante del ácido fólico. Pero de nuevo consideran que estos efectos pueden deberse a esos hábitos más saludables a los que necesariamente se sometió el astronauta en relación a la alimentación y el ejercicio.

El espacio no nos "atonta", pero quizás la Tierra sí

No todo son cambios físicos y no había que dejar de lado nuestra mente. Las condiciones abismalmente distintas que supone la microgravedad podían tener un efecto importante en los procesos cognitivos y los encargados de atender a los cambios que se pudieron dar ahí entre los dos gemelos son Mathias Basner, de la Universidad de Pennsylvania, y su equipo.

Para encontrar los posibles cambios cognitivos hicieron diez tipos distintos de tests antes, durante y después de la estancia en el espacio de Scott

Lo que hicieron es realizar diez tipos distintos de tests congnitivos antes, durante y después de la estancia en el espacio de Scott, viendo que no había cambios significativos en los procesos cognitivos del mismo entre la permanencia en microgravedad y sus resultados en la Tierra. No obstante, la velocidad y la precisión disminuyeron al volver a la Tierra según los tests post-vuelo.

Lo que se considera de momento es que aquí lo que ha jugado una mala pasada es el reajuste de la microgravedad a la gravedad terrestre. Quedan aún más estudios que realizar, porque el estrés de la agenda de Scott una vez en la Tierra también podría ser un factor agravante en los resultados.

Imagen | NASA
En Xataka | Hay pocas cosas más estresantes que un viaje al espacio: los gemelos espaciales ya no son tan parecidos

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