目前，我们可能有很多理由想要逃离地球的烦恼，搭乘飞船前往火星。但太空是艰难的：辐射、失重、孤立以及混乱的睡眠时间表都会对身体造成影响。在我们地球人踏上前往红色星球——或任何其他天体的七个月旅程之前，我们需要了解太空的恶劣条件会对我们的身体产生怎样的影响。
科学来帮忙。在《细胞出版社》（Cell Press）期刊上的一系列研究中，200多名研究人员概述了他们迄今为止在理解太空飞行如何影响人体基本原理方面所学到的知识，从而支持美国宇航局（NASA）计划进行比国际空间站更艰巨的载人航天任务。这套研究是美国宇航局“双胞胎研究”（Twins Study）的后续，该研究比较了斯科特·凯利（Scott Kelly）和他留在地球上的同卵双胞胎兄弟、同为宇航员的马克·凯利（Mark Kelly）的情况，当时斯科特在太空度过了近一年时间。
在最新的研究中，研究人员研究了一组10名无关的宇航员。他们检查了宇航员在国际空间站（ISS）进行大约六个月太空飞行前后的血液样本，以研究他们的染色体。科学家们特别关注他们的端粒——染色体末端的保护性 DNA 序列，它们的作用有点像鞋带末端的盖子。
科罗拉多州立大学辐射生物学家、主要研究人员之一苏珊·贝利（Susan Bailey）说，端粒通常会随着我们年龄的增长而缩短，这会增加患心血管疾病和某些癌症等与年龄相关的疾病的风险。因此，在太空飞行的压力环境下，你会期望端粒会缩短。然而，贝利的研究小组发现，在轨道实验室中的宇航员在太空中端粒长度会令人困惑地增加——这一发现与最初的“双胞胎研究”结果一致。随后，在宇航员返回地球后，端粒恢复到接近正常长度。
为了更深入地了解压力环境对太空旅行者的影响，研究人员还研究了两次攀登珠穆朗玛峰的双胞胎登山者的样本（according to Bailey，这是一个极端环境，堪称“某种程度上”是地球上的太空环境）。贝利说：“这几乎和（宇航员的）实验设计一样。‘令我们非常惊讶的是，我们在这两个登山的双胞胎身上都看到了端粒的延长。’”
据贝利介绍，这项研究似乎表明，端粒的延长受到氧化应激的影响，氧化应激是体内细胞中自由基的过度积累，登山者和宇航员都会经历这种状况。“正常的血细胞正在死亡，并试图生存，”她说。“它们正在适应新环境。一些细胞会激活一种替代通路来维持它们的端粒。这类似于某些肿瘤的情况。有些细胞会从这个过程中脱颖而出。我们认为在太空飞行中也看到了同样的情况。”
现在，研究人员将着眼于确定究竟是什么导致了这些分子变化。贝利和许多其他研究人员正在与美国宇航局（NASA）合作，进行一系列即将进行的任务，以了解不同时期的太空飞行如何改变我们的生物学。“我们最终将有大约三十名或更多的宇航员参与各种时期的任务，届时我们将能够进行非常相似的研究。”
其他研究人员也还有大量工作要做。例如，美国宇航局（NASA）的研究人员阿夫申·贝赫什蒂（Afshin Beheshti）在该系列研究中发表的研究揭示了宇航员特有的健康问题——骨骼和肌肉质量流失、器官并发症、昼夜节律改变——都源于线粒体损伤。
贝赫什蒂在新闻稿中说：“我们开始时问，身体在太空中是否发生某种普遍的机制可以解释我们所观察到的现象？‘我们一次又一次地发现，线粒体调控方面发生了某种变化，导致一切都失控了。’”
线粒体，众所周知，是细胞的能量工厂。当这些产生能量的细胞器暴露在改变的重力或辐射下时，它们就会发生功能障碍。幸运的是，线粒体功能障碍已经有一些现有的治疗方法，所以合乎逻辑的下一步将是开始测试这些治疗方法可能如何影响宇航员。
贝利表示，弄清楚太空飞行的身体需求变得越来越重要，因为这可以帮助研究人员设计出应对太空旅行压力的医学对策。毕竟，太空机构一直将目光投向遥远的宇宙目的地。“随着太空机构向空间站及其更远的地方输送越来越多的人，对于像我这样的太空迷来说，这确实是一个激动人心的时刻，”她补充道。
