Astronomy

Berada di Luar Angkasa Selama Setahun, Pria Ini Terlihat Lebih Muda Dari Kembarannya

Beberapa waktu yang lalu, NASA mencoba untuk meneliti apakah “ruang angkasa” bisa berpengaruh terhadap perubahan bentuk tubuh dari orang-orang yang melakukan perjalanan ke sana atau tidak.

Mereka mengujinya pada 2 orang kembar identik, dengan cara mengirimkan salah satunya ke ruang angkasa selama satu tahun, sementara yang satunya lagi tinggal di Bumi.

Sebanyak sepuluh proyek penelitian terpisah pun dilakukan untuk melacak bagaimana kedua kembar tersebut berubah seiring dengan berjalannya waktu.

Wow, setelah satu tahun berlalu dan kedua orang kembar tersebut dipertemukan, apa yang terjadi ya? Apakah keduanya akan memiliki wajah yang berbeda?

Masa iya sih mereka yang tadinya kembar identik menjadi berbeda hanya dalam kurun waktu setahun saja? Anda pasti semakin penasarankan? Pasti masih banyak pertanyaan lain yang saat ini mungkin sedang beterbangan di benak anda, bukan?

Daripada anda semakin bertambah penasaran dan semakin tidak sabaran untuk menemukan jawaban dari semua pertanyaan anda, lebih baik langsung saja baca penjelasannya di bawah ini.

NASA Lakukan Studi Kembar

Scott dan Mark Kelly adalah saudara kembar identik. Meskipun sebenarnya masih banyak kembar-kembar identik lain di luar sana, namun kedua orang ini memiliki keunikan yang mungkin saja tak dimiliki oleh yang lainnya, selain fakta bahwa keduanya merupakan astronot pastinya.

Untuk memanfaatkan keberadaan saudara kembar  yang sama-sama adalah seorang astronot ini, Kelly selaku ilmuwan NASA memutuskan untuk melakukan studi terperinci pada si kembar tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengungkap bagaimana nature vs nurture memainkan perannya di luar angkasa.

Sebagai bagian dari Studi Kembar NASA, para periset pertama-tama harus mengumpulkan sampel biologis dari masing-masing astronot kembar tersebut, sebelum akhirnya mengirim salah satu diantara mereka ke luar angkasa.

Saat itu, mereka memutuskan bahwa yang akan dikirim ke Stasiun Luar Angkasa Internasional adalah Scott. Pengiriman telah dilakukan pada bulan Maret 2016 yang lalu.

Sementara itu, saudaranya Mark, yang sudah pensiun sebagai astronot pada tahun 2011, akan tetap berada di Bumi untuk berfungsi sebagai subjek kontrol.

Selama masa pengujian dilakukan, para periset akan terus menganalisis bagaimana proses perkembangan biologis kedua orang kembar ini.

Mereka belajar banyak tentang bagaimana tubuh manusia bereaksi, baik itu secara fisik maupun mental pada periode yang cukup panjang di luar angkasa.

Seperti yang sempat sedikit disinggung di atas tadi, Studi Kembar NASA ini terdiri dari sepuluh proyek penelitian yang berbeda, yang semuanya berfokus pada perbedaan aspek-aspek tubuh manusia.

Dan bulan lalu, setelah hampir dua tahun belajar, tim peneliti dari sepuluh penelitian yang terpisah tersebut mengkonfirmasi temuan awal mereka (yang pada awalnya diluncurkan pada 2017), serta memberikan rincian tentang hasil lanjutan postflight (proses dimana penumpang telah turun dari pesawat dan tiba di tempat tujuan) mereka.

Akhir tahun ini, temuan untuk masing-masing dari berbagai proyek tersebut akan digabungkan bersama dan dirilis sebagai satu ringkasan makalah, yang akan diikuti oleh beberapa makalah pendamping yang berfokus pada studi individual.

10 Temuan Proyek Penelitian Studi Kembar

Grafik yang ada di atas merupakan grafik yang menggambarkan bagaimana proyek Twins Study individu yang sebelumnya sudah disinggung sedikit, yang katanya akan diintegrasikan ke dalam satu makalah ringkas. Makalah ini kabarnya akan dirilis pada akhir tahun ini.

Ringkasan tersebut terdiri hari kesepuluh proyek terpisah yang telah dilakukan oleh para peneliti. Apa-apa sajakah hasil dari kesepuluh temuan tersebut? 

Berikut ini adalah ringkasan 10 temuan terbaru untuk masing-masing proyek penelitian yang dilakukan sebagai bagian dari Studi Kembar NASA. Bersiaplah, karena anda akan dibuat takjub dengan temuan-temuan ini.

1. Telomeres Semakin Panjang Saat Berada di Luar Angkasa

Telomeres adalah penutup yang melindungi ujung kromosom, yang berfungsi untuk melindungi untaian DNA dari kerusakan dan degradasi.

Dalam sebuah penelitian yang dipimpin oleh Susan Bailey dari Colorado State University, para periset mencoba melihat panjang telomer dari kedua kembar tersebut sebelum yang satunya diberangkatkan ke luar angkasa, selama berada di sana dan juga setelah kembali ke Bumi.

Dan hasilnya, para periset menemukan bahwa telomere milik Scott (yang pergi ke luar angkasa) secara signifikan semakin panjang saat Ia berada di luar angkasa. Hal yang sama ternyata tidak terjadi pada saudaranya yang berada di Bumi.

Setelah diperiksa, saudara kembarnya yang bernama Mark memiliki panjang telomer yang relatif stabil. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa telomere yang lebih panjang akan membuat usia seseorang menjadi lebih muda.

Meskipun telomere Scott ditemukan memanjang saat berada di luar angkasa, namun pengukuran postflight telah menunjukkan bahwa telomere mengalami pemendekan yang cepat hanya dalam kurun waktu sekitar 48 jam setelah mendarat di Bumi. Dengan kata lain, telomere tersebut akan kembali ke panjangnya semula saat berada di Bumi.

Tim peneliti percaya bahwa perpanjangan sementara telomere milik Scott ini bisa menjadi efek samping dari latihan atau olahraga rutinnya dan diet rendah kalori yang dilakukannya.

2. Berkurangnya Massa Tubuh dan Meningkatnya Folat di Orbit

Sebuah studi yang dilakukan oleh Scott M. Smith dari NASA Johnson Space Center berhasil memantau profil biokimia dari kembar tersebut dengan maksud untuk mengidentifikasi adanya perubahan.

Untuk melakukannya, timnya memeriksa tinggi badan dan bobot tubuh mereka serta menganalisis sampel darah dan urin mereka selama misi atau studi ini berlangsung.

Para periset tidak hanya menemukan bahwa massa tubuh Scott menjadi turun selama Ia berada di luar angkasa, namun juga  kadar folatnya, yaitu bentuk asam folat yang bermanfaat dan sering digunakan untuk mengobati anemia juga meningkat secara signifikan.

Sama seperti temuan Bailey tentang memperpanjang telomere, Smith pun percaya bahwa penurunan massa tubuh dan peningkatan folat bisa terjadi akibat kebiasaan makan Scott yang lebih sehat dan sering berolahraga.

3. Kemampuan Kognitif Saat di Ruang Angkasa Tidak Bermasalah Bahkan Meningkat

Mathias Basner dari University of Pennsylvania melakukan penelitian yang memantau kognisi kedua saudara kembar itu selama misi dilakukan.

Saat Basner mewajibkan mereka untuk melakukan sepuluh tes kognitif yang berbeda beberapa kali (preflight, inflight dan postflight), para periset menemukan bahwa kemampuan mental Scott di ruang angkasa dipengaruhi oleh gayaberat mikro (Mikro Gravity).

Dengan menggunakan hasil tes preflight sebagai baseline, Basner menemukan bahwa misi yang dilaksanakan oleh Scott sepanjang tahun di ISS (International Space Station) tidak secara signifikan mengganggu kemampuan kognitifnya saat berada di di sana.

Namun, ketika Scott kembali ke Bumi, para periset mendeteksi adanya penurunan yang lebih nyata dalam kecepatan dan ketepatan tes kognitifnya.

Para periset percaya bahwa penyesuaian kembali dengan gravitasi bumi mungkin menjadi penyebab penurunan kognitif postflight Scott, namun penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memastikan kebenarannya.

4. Vaksin flu Bisa Menstimulasi Sistem Kekebalan Tubuh, bahkan di Luar Angkasa

Untuk menyelidiki bagaimana ruang angkasa bisa mempengaruhi sistem kekebalan tubuh manusia, Emmanuel Mignot dari Stanford University melakukan penelitian dengan memberikan vaksin flu kepada Scott dan Mark pada dua kesempatan terpisah yang berjarak satu tahun, yaitu selama preflight dan postflight.

Pada kedua kesempatan tersebut, setelah vaksin diberikan si kembar menunjukkan respons sel kekebalan yang serupa terhadap flu.

Ketika tubuh manusia divaksinasi untuk melawan flu, sel virus flu yang lemah atau mati disuntikkan ke dalam aliran darah. Hal ini akan memicu tubuh memproduksi antibodi yang akan mencari dan menghancurkan sel-sel virus, sehingga mencegah sel-sel flu tersebut untuk bergenerasi dan melemahkan pertahanan tubuh.

Karena si kembar menunjukkan respon kekebalan yang sama terhadap kedua pemberian vaksinasi tersebut, para peneliti akhirnya menyimpulkan bahwa berada di luar angkasa tidak akan mencegah vaksin flu menghasilkan respons kekebalan yang diinginkan.

5. Peradangan Meningkat Saat Berada di Luar Angkasa

Mike Snyder dari Stanford University melakukan penelitian yang menyelidiki apakah ruang angkasa tersebut mempengaruhi peradangan pada tubuh manusia atau tidak.

Dengan menggunakan tes darah untuk mengukur lipid (lemak) dan sitokin (protein dalam darah yang berfungsi sebagai indikator inflamasi), Snyder dapat membandingkan bagaimana respon inflamasi dari kedua saudara kembar ini.

Dalam penelitian tersebut, para peneliti menemukan banyak bukti yang menunjukkan bahwa tubuh Scott lebih rentan terhadap pembengkakan di lingkungan mikrogravity daripada Mark yang tinggal di Bumi.

Salah satu buktinya, para peneliti menemukan bahwa Scott telah mengubah tingkat panel lipid yang diambil di ruang angkasa, yang menunjukkan peningkatan peradangan di tubuhnya.

Para peneliti juga mencatat bahwa sekelompok sitokin di dalam tubuh Scott ditemukan meningkat sebelum penerbangan dan mereka tetap meningkat selama misi berlangsung.

Selanjutnya, kelompok sitokin Scott berduri sesaat setelah kembali ke Bumi. Kelompok sitokin ini tetap meningkat selama enam bulan.

Selain itu, penelitian tersebut menunjukkan bahwa tubuh Scott mengalami peningkatan beberapa protein yang diketahui membantu mengatur aktivitas insulin normal.

Karena peradangan dapat menyebabkan resistensi insulin, peningkatan protein Scott mungkin merupakan tindakan balasan yang dilakukan oleh tubuhnya, untuk membantu melawan resistensi insulin yang terkait dengan peradangan.

6. Ruang Angkasa Mempengaruhi Mikrobiom

Di dalam usus kita masing-masing hidup sebuah komunitas mikroorganisme, yang dikenal sebagai microbiome, yang memiliki peran penting dalam kesehatan kita secara keseluruhan.

Untuk mempelajari bagaimana lingkungan mikrogravity bisa mempengaruhi mikrobiome tersebut, Fred Turek dari Universitas Northwestern memantau keadaan mikrobiom pada kedua saudara kembar itu sebelum, selama dan setelah misi dilakukan selama setahun.

Para periset menemukan bahwa mikrobiom yang terdapat di dalam tubuh Scott dan Mark secara drastis berbeda setiap saat selama proyek berlangsung.

Namun perbedaan ini dianggap wajar, mengingat mikrobiom sangat peka terhadap varians lingkungan, makanan dan kekebalan individu itu sendiri.

Namun, para periset menunjukkan bahwa mikrobioma yang ada di tubuh Scott berbeda pada saat berada di luar angkasa dengan saat preflight, yang menunjukkan adanya penurunan keberadaan bakteri yang dikenal sebagai Bacteroidetes. Namun, perubahan ini tidak berlanjut pada saatkembalinya Scott ke Bumi.

Meskipun penelitian tersebut telah menunjukkan bahwa mikrobioma Scott berubah saat berada di Bumi dan ruang angkasa, namun perubahan yang diamati tersebut serupa dengan yang terjadi jika seseorang di lapangan memodifikasi makanan mereka secara signifikan atau saat mereka berada di lingkungan baru.

7. Penerbangan Luar Angksasa Dapat Memicu Mutasi Gen

Chris Mason dari Weill Cornell Medicine menggunakan Studi Kembar NASA sebagai kesempatan untuk menyelidiki bagaimana perjalanan luar angkasa dapat mempengaruhi genetika seseorang.

Dengan mencari atau melihat perubahan kimia yang terjadi di dalam RNA dan DNA melalui penggunaan sekuensing seluruh genom, para periset menunjukkan bahwa Scott mengalami ratusan mutasi gen unik dibandingkan dengan kembarannya.

Meskipun beberapa mutasi gen yang berbeda sudah diperkirakan sebelumnya, namun jumlah perubahan yang terjadi ini telah  mengejutkan para periset.

Beberapa perubahan gen bahkan baru ditemukan setelah Scott kembali ke Bumi. Ditemukan sel DNA dan RNA bebas yang beredar di aliran darahnya.

Para periset percaya bahwa perubahan gen ini berasal dari tekanan perjalanan luar angkasa, yang dapat mengubah jalur biologis di dalam sel, sehingga menyebabkan mereka mengeluarkan DNA dan RNA.

Molekul DNA dan RNA yang mengambang secara bebas ini kemudian dapat memicu produksi lemak atau protein baru, atau bahkan mengaktifkan gen secara spesifik.

Meskipun 93 persen gen yang terdapat pada dirinya berbeda pada saat Scott berada di luar angkasa dan kembali ke postflight normal, para periset menemukan subset dari beberapa ratus “gen ruang angkasa” yang tinggal menjadi rusak setelah ia kembali.

Dari banyaknya perubahan yang disebabkan oleh gen yang dialami tubuh Scott, para peneliti menemukan lima relevansi khusus untuk misi masa depan, yaitu:

  • Hipoksia, yang kemungkinan disebabkan oleh kekurangan oksigen dan surplus karbon dioksida.
  • Mitochondrial stress dan peningkatan kadar mitokondria dalam darah, yang menunjukkan kerusakan dilakukan pada “pembangkit listrik” di dalam sel.
  • Pemanjangan telomere, perbaikan DNA dan kerusakan DNA, yang bisa merupakan hasil dari menjalani gaya hidup sehat sambil terus-menerus terpapar radiasi.
  • Penurunan produksi kolagen, pembekuan darah dan pembentukan tulang, yang kemungkinan merupakan gabungan hasil hidup di lingkungan mikrogravity dan cairan yang bergeser di dalam tubuh.
  • Aktivitas kekebalan menjadi hiperaktif, yang mungkin merupakan efek hidup di lingkungan baru.

8. Terjadi Perbedaan Epigenetika

Serupa dengan proyek sebelumnya, Andy Feinberg dari Universitas Johns Hopkins melakukan penelitian untuk mengetahui bagaimana masing-masing epigenetika (cara gen mengekspresikan diri) pada si kembar bisa berbeda berdasarkan lingkungannya.

Dalam dua populasi sel darah putih yang terpisah, Feinberg menemukan banyak terbentuk daerah genom dimana terjadi metilasi DNA, yaitu proses yang bertanggung jawab untuk menghasilkan gen dan mematikannya.

Modifikasi kimiawi terhadap genom Scott ditemukan di dekat dua wilayah yang menarik. Salah satunya dekat dengan gen yang diketahui membantu mengatur pertumbuhan telomere dan satu lagi ditemukan di dekat gen yang terkait dengan produksi kolagen.

Meskipun Scott mengalami perubahan epigenetik selama berada di luar angkasa, namun para periset menemukan bahwa sebagian besar perubahan berada dalam rentang variabilitas yang diharapkan untuk kembarannya di Bumi. Namun, hasil yang berkaitan dengan pertumbuhan telomere dan produksi kolagen konsisten dengan temuan Twins Stu lainnya.

9. Dinding Arteri Menebal

Stuart Lee dari KBRWyle at NASA Johnson Space Center’s Cardiovascular and Vision Lab melakukan penelitian tentang bagaimana pembengkakan dan tekanan oksidatif (kerusakan akibat radikal bebas di udara) dapat mempengaruhi struktur dan efektivitas arteri.

Untuk melakukan atau mewujudkannya, para peneliti memeriksa arteri si kembar dengan menggunakan ultrasound, serta mengumpulkan sampel darah dan urin selama misi berlangsung.

Baik selama dan setelah misi selesai, para periset menemukan bahwa pembengkakan yang dialami Scott meningkat dan dinding arteri carotid menjadi lebih tebal daripada yang sebelumnya. Tak satu pun dari perubahan ini terlihat di Mark selama berada di Bumi.

Pada titik ini, para periset tidak tahu apakah penebalan arteri carotid Scott merupakan bentuk adaptasi sementara dan reversibel untuk hidup di luar angkasa, atau mungkin saja itu adalah bukti terjadinya penuaan arteri permanen dan prematur.

Untuk memastikan jawabannya masih diperlukan penelitian yang lebih lanjut, terlebih lagi jika ingin menempatkan temuan ini ke fokus yang lebih jelas.

10. Protein Yang Mengatur Cairan Tubuh Meningkat

Untuk menyelidiki bagaimana pengaruh ruang angkasa terhadap kemampuan tubuh untuk membentuk dan memodifikasi protein, Brinda Rana dari University of California melakukan penelitian dengan mengumpulkan sampel urin dari Scott dan Mark sebelum, selama dan setelah misinya selesai.

Hal ini memungkinkan Rana untuk mengidentifikasi protein biomarker tertentu yang terkait dengan perubahan tubuh, yang berhubungan dengan ruang angkasa, seperti masalah otot dan keropos tulang, perubahan metabolik dan kardiovaskular, serta regulasi cairan yang berubah di dalam tubuh.

Para periset menemukan bahwa saat Scott berada di luar angkasa, ia mengeluarkan beberapa protein pada konsentrasi yang berbeda dari saudaranya yang berada di Bumi, yaitu Mark.

Secara khusus, Scott telah meningkatkan kadar protein yang disebut aquaporin 2, yang membantu membentuk jalur yang digunakan untuk membawa air melalui membran sel di ginjal.

Karena aquaporin 2 membantu mengatur bagaimana air diangkut ke dalam tubuh, ini juga berfungsi sebagai indikator penting dari hidrasi keseluruhan tubuh.

Khususnya, para periset juga menemukan bahwa peningkatan pada aquaporin 2 selama berada di ruang angkasa ini berkorelasi dengan kadar natrium plasma yang lebih tinggi, yang menjadi indikator dehidrasi.

Meskipun penelitian lebih lanjut masih diperlukan, para periset percaya bahwa peningkatan aquaporin 2 dan natrium plasma mungkin terkait dengan cairan yang bergeser ke seluruh tubuh saat berada di lingkungan mikrogravity.

Hal ini penting karena, seperti yang telah didokumentasikan oleh astronot antariksa lainnya, cairan cenderung bermigrasi ke kepala, yang pada akhirnya menyebabkan gangguan penglihatan dan tekanan intrakranial.

Dengan memanfaatkan kesempatan yang sangat unik ini, Program Riset Manusia NASA telah melakukan evaluasi genom pertama terhadap potensi resiko yang kemungkinan akan dihadapi tubuh manusia selama periode ruang angkasa yang panjang.

Hasil Studi Kembar NASA yang telah dilakukan beberapa waktu yang lalu telah memberikan kontribusi yang sangat baik dan meyakinkan. Penelitian yang menggunakan ukuran sampel saudara kembar ini telah memberikan banyak data pada para peniliti untuk memandu studi masa depan mengenai resiko pelepasan manusia ke luar angkasa.

Dengan informasi yang dikumpulkan sebagai bagian dari studi medley ini, NASA memiliki data awal yang diperlukan untuk menginformasikan proyek yang tak terhitung jumlahnya selama bertahun-tahun yang akan datang.

Mungkin juga dengan adanya data ini, berita simpang siur yang mengatakan kalau manusia kelak akan pindah ke Mars akan segera dapat diwujudkan. Kalau menurut anda gimana?

Setujukah anda kalau kelak kehidupan di Bumi dipindahkan ke Mars? Sebagian mungkin akan mengatakan setuju dan sebagiannya lagi mungin ada yang tidak setuju karena alasan tertentu. Semua bisa berargumen atau mengemukakan pendapatnya masing-masing, karena sejauh ini proyek tersebut masih harus melewati banyak tahapan.

Kita tinggalkan dulu misi kedepan tersebut dan kembali kepada topik utama artikel ini yaitu tentang proyek kembar NASA. Dari informasi yang telah disampaikan di atas, ada beberapa kesimpulan yang bisa kita ambil, yaitu:

  • Kehidupan di luar angkasa pastilah berbeda dengan kehidupan di Bumi
  • Ketika seseorang berada di luar angkasa, akan terjadi beberapa perubahan, terutama perubahan dalam fungsi tubuh.
  • Untuk mengetahui adanya dampak dari perjalanan yang dilakukan ke luar angkasa terhadap seseorang, NASA melakukan studi kembar pada Scott dan Mark Kelly.
  • Hasil studi tersebut mendapatkan sepulu fakta mengejutkan, yang tadi sudah anda baca di atas.
  • Dan dari kesepuluh hal tersebut, terdapat fakta yang paling mengejutkan, yaitu bahwasannya Scott yang berada di angkasa ternyata mengalami kenaikan berat badan dan berpenampilan lebih muda dibandingkan dengan kembarannya.

Itulah tadi beberapa kesimpulan singkat yang bisa kami berikan. Semoga bisa semakin menambah wawasan anda. Dan jika anda tertarik dengan perkembangan hasil temuan ini, anda harus selalu up to date dengan mencari informasi-informasi terbarunya di Internet.