Po životě ve vesmíru je život na Zemi opravdu těžký, říká astronaut

Profesor Christopher E. Mason je genetik a výpočetní biolog, který byl hlavním řešitelem a spoluřešitelem sedmi misí a projektů NASA. Je profesorem na newyorské Weill Cornell Medicine a kromě přípravy astronautů na cesty do vesmíru se jeho výzkumy zabývají novými technikami pro sekvenování (biochemické metody, jimiž se zjišťuje pořadí nukleových bází v sekvencích DNA). V rozhovoru pro BBC Science Focus Magazine odhaluje problémy, s nimiž se astronauti potýkají, popisuje, jaká jsou jejich řešení, a ve své nedávno vydané knize The Next 500 Years představuje svůj plán přežití lidského druhu na Zemi, ve vesmíru a na jiných planetách.

Popisuje i příběh astronauta Scotta Kellyho, který měl za sebou nejdříve dva krátké kosmické lety a pak půlroční pobyt na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Když se na ni vydal podruhé, strávil na ISS v letech 2015 až 2016 celkem tři sta čtyřicet dní. Poté, co se Scott Kelly vrátil na Zemi, připadalo mu, jako by jeho pokožka hořela. Když se pokusil posadit, obléknout nebo se vůbec pohnout, měl velké problémy.

Bolavé oblečení

Například i rukáv košile mu na jeho paži působením zemské gravitace připadal těžký a nošení oblečení bylo pro něj obecně dokonce bolestivé. Jak sám Kelly řekl na tiskové konferenci po letu: „Přizpůsobení se vesmíru je snazší než přizpůsobení se Zemi…“ Téměř po roce stráveném v mikrogravitaci na ISS si Kellyho pokožka zvykla, že necítí žádnou váhu a nemá nic, co by se jí dotýkalo. Stejně jako ostatní astronauti „plaval“ po stanici, nenosil boty a jeho oblečení se vlastně pohybovalo kolem jeho těla.

Cílem je také odhalit, jak bychom se mohli přizpůsobit, abychom překonali výzvy, kterým v budoucnu bude lidstvo na Zemi a vlastně i mimo ni čelit.

Po návratu se tak Scott Kelly stal jakýmsi pokusným morčetem pro vědce, kteří studují, co se stane s lidským tělem, když se vydá za atmosféru Země. I mezi astronauty to byl pro odborníky vzácný případ. Kelly má totiž ještě identické dvojče, jmenuje se Mark. Ten sice také několikrát vzlétl do vesmíru, ale vždy to byly jen krátké mise.

Dvojčata na výzkum

Tím dostala NASA a s ní profesor Christopher E. Mason bezprecedentní příležitost studovat fyziologické, molekulární a kognitivní účinky dlouhodobého kosmického letu. Profesor studoval reakce organismu astronauta Scotta Kellyho na život ve vesmíru, zatímco Mark, který už zůstal na Zemi, se stal ideálním kontrolním subjektem. Oba bratři jsou nyní astronauty v důchodu. Jejich výzkum ale podstatně přispěl k významné studii Twins Study. Lékaři i biologové ovšem ve výzkumu organismu těchto jednovaječných dvojčat dále pokračují a přinášejí další množství informací o tom, jak vesmír člověka ovlivňuje. Cílem je také odhalit, jak bychom se mohli přizpůsobit, abychom překonali výzvy, kterým v budoucnu bude lidstvo na Zemi a vlastně i mimo ni čelit.

Snížená gravitace způsobí zmatek v imunitním a cévním systému.

Stejně jako studie Christophera E. Masona mluví o tom, co se děje s astronauty ve vesmíru, zahrnuje také položení genetických základů pro život lidí mezi hvězdami. Předpokládá budoucnost, v níž lze lidský genom bioinženýrsky přizpůsobit a doplnit o geny jiných živočišných druhů, což člověku umožní přizpůsobit se téměř jakémukoli prostředí a usadit se v nejzazších koutech vesmíru. Mason to myslí naprosto vážně a ve své knize Příštích 500 let podrobně mapuje, jak to uděláme.

Scott Kelly se svým jednovaječným bratrem Markem. Tady je opravdu co zkoumat (zdroj: Profimedia)

Pro oněch příštích pět set let budeme mít podle něj dva hlavní úkoly. Prvním je najít v katalogu známých a v budoucnu zcela jistě desetitisících nově objevených exoplanet takovou, která by byla vhodná pro obydlení lidmi. Tohle pátrání ostatně už léta probíhá. Mason také předpokládá technické pokroky například v oblasti spektroskopie, které by výběr té nejvhodnější měly usnadnit. Ten druhý krok, jenž bude lidstvo muset učinit, je daleko odvážnější, dá se říci, že o mnoho fantastičtější.

Chce to genetické nástroje

Jde o objev řady genů v lidském genomu a dalších genomech, které bychom mohli použít k regulaci našeho fyzického zdraví a vůbec stavu organismu, který by mohl přežít dlouhý vesmírný let na jinou planetu, a pak na ní žít. Měli bychom mít sadu genetických nástrojů, která nám umožní čelit nepříznivým účinkům dlouhodobého cestování vesmírem a pak produkovat věci, které potřebujeme, třeba jídlo. A není to úloha jen pro lidské buňky. Snížená gravitace způsobí zmatek v imunitním a cévním systému.

Zatím neexistuje žádný způsob, jak tuto výzvu obejít. Tělo však dělá, co může, aby reagovalo v co nejkratší možné době, a může to být nepříjemné. To samé se děje po návratu na Zemi. Astronauti, kteří strávili delší dobu v mikrogravitaci, mají prvních pár dní často opravdu citlivou pokožku. Ale během několika dní se přizpůsobí. Pokud jde o zdraví lidí ve vesmíru, tak tou nejdůležitější věcí, která je ovlivňuje, je asi záření. To je opravdu největší riziko a bude, až se lidé začnou víc pohybovat kolem Měsíce a Marsu. V molekulárních datech vidíme známky poškození DNA, které se dá objevit v moči i v krvi.

Dávka záření ve vesmíru je podobná tomu, jako byste se nechali rentgenovat asi pětkrát denně. Můžete to samozřejmě přežít, ale víte, že byste pětkrát denně na rentgen jít neměli. Toho se v NASA také nejvíc obávají. Proto vědci podle profesora E. Masona tráví tolik času přemýšlením o způsobech, jak v organismu „opravit škody“ způsobené zářením. Šlo by to buď farmaceuticky, nebo také využitím genů z jiných organismů, které se již záření přizpůsobily.

Narostl o pět centimetrů a zase se zkrátil

Zde se můžeme zase vrátit k výzkumu organismů Marka a Scotta Kellyových. Co se týká změn v těle Scotta, který byl téměř rok ve vesmíru, tak jejich část se dostala k normálu během hodin či v řádu dnů. Například jeho telomery (koncové části chromozomů) se ve vesmíru prodlužovaly, ale během několika dní po návratu na Zemi se opět zkrátily. Kvůli nedostatečnému stlačení páteře Scott ve vesmíru dokonce narostl o pět centimetrů. Tahle anomálie byla během krátké doby také pryč. Metabolity – to jsou docela malé molekuly v krvi, které mohou naznačovat zánět – měly extrémně vysoké hodnoty, téměř o tisíce procent vyšší, než byly před letem. Po dvou nebo třech dnech se opět vrátily dolů, ale bylo to velmi bolestivé, Scottovy kotníky tak na chvíli natekly téměř do velikosti basketbalových míčů. Opravdu ho to muselo dost bolet.

I na Zemi se vyskytují organismy, které „našly“ zajímavé způsoby, jak se vypořádat s extrémními podmínkami – velkým množstvím záření, vysokými a nízkými teplotami, slaností. Slouží nám jako takový terénní průvodce adaptacemi, které bychom mohli vyzkoušet. Řekněme obecně, že jde o protein vyrobený organismem, který je odolný vůči záření. Můžete ho použít jako lék, něco na způsob, jakým nyní aplikujeme například inzulín. Některé způsoby léčby rakoviny už se podobně provádějí. Úpravy lidského genomu jsou ovšem něco, co chcete dělat velmi pomalu a velmi opatrně, ideálně po několik generací. Kdybychom tedy někdy něco dělali s lidským genomem, opravdu by to vyžadovalo pravděpodobně třígenerační studii, abychom se ujistili, že jsme nic nepokazili.