NASA宇航员斯科特·凯利(Scott Kelly)曾在一次任务中在太空停留340天（美国国家航空航天局提供）
物理学中最著名的思维实验之一是双生子悖论，该理论最早由阿尔伯特·爱因斯坦在他1905年关于狭义相对论的论文中提出，后来物理学家保罗·朗之万(Paul Langevin)对此进行了扩展。其大致内容是：一名宇航员离开地球，在太空中以接近光速的速度飞行数月。他有一个留在地球上的双胞胎兄弟。当宇航员返回地球时，他发现自己的兄弟已经衰老了数十年，而自己仍然年轻。我不敢说自己理解为什么会这样，但这与高速旅行者相对于地球上的人所经历的时间相对流逝有关。或者类似这样的解释。不过这并不重要：这是一篇关于衰老的专栏文章。
以如此高的速度旅行是不可能的，因此在可预见的未来，双生子悖论仍将是一个思维实验。但在现实世界中确实发生了某种非常相似的情况，只是在这种情况下，是太空旅行者衰老得更快。根据某些衡量标准，进入太空六个月的双胞胎，其衰老速度是地球上兄弟姐妹的40倍。
我们绝大多数人永远不必担心这个问题，但在轨道上加速衰老的因素在地球上正变得越来越普遍。好消息是，保护宇航员免受这些影响的尝试可能会使我们所有人受益。
截至目前，根据你如何界定"进入太空"的边界，已有约781人进入过太空。其中一些人只在太空中停留了几个小时或几天，但约有一半的人在空间站生活了数月。前往国际空间站(ISS)的旅程——已有近300名宇航员完成——通常需要在太空中停留六个月或更长时间。
美国国家航空航天局(NASA)长期以来一直担心在太空中长时间停留会损害宇航员的健康，并且考虑到前往火星及更远地方的长期任务正在规划中，已对这些影响及其缓解方法进行了广泛研究。
其中最早也最著名的研究之一是NASA双胞胎研究。1996年，该机构招募了斯科特和马克·凯利(Scott and Mark Kelly)这对同卵双胞胎兄弟加入宇航员队伍。两人都执行过航天飞机任务，斯科特曾在国际空间站工作。马克于2011年退休，但斯科特继续服役，当他被选中在2015年进行为期一年的国际空间站任务时，NASA科学家看到了一个机会。为什么不进行一项双胞胎研究呢？这是一种经典的实验形式，利用双胞胎来区分环境和遗传因素对健康影响的相对重要性。理想情况下，你会希望有数百对双胞胎，但在这种情况下这永远不可能实现，而两个样本的规模也比完全没有信息要好。因此，研究人员在飞行前后及飞行期间采集了这对双胞胎的血液、尿液和粪便，并发现了一些明显差异。
其中之一是他们的炎症标志物。在太空停留一年后，斯科特的几种炎症分子水平升高，而抗炎分子水平降低。他还显示出线粒体功能障碍的迹象。
这两项都列在12项"衰老标志"中，这表明在低重力环境下生活的影响之一是加速衰老。对其他宇航员的后续研究表明，长时间停留在太空会触发至少另外四项这些标志。除了慢性炎症和线粒体功能障碍外，宇航员通常还表现出基因组不稳定性、肠道微生物群向不健康方向转变、内分泌系统紊乱以及营养感知能力减弱。
他们还表现出加速衰老的生理迹象，有时程度令人震惊。这些迹象包括心血管健康的急剧下降、肌肉组织和骨骼的流失、认知问题以及免疫功能障碍。对心血管系统的影响尤为显著：根据衡量心血管健康的一项指标——颈动脉硬度，宇航员在六个月内的衰老程度相当于地球上20年。
为什么会这样？根据加利福尼亚州巴克衰老研究所(Buck Institute for Research on Aging)的丹尼尔·维纳(Daniel Winer)的说法，太空生活中有四个加速衰老过程的特征。第一是缺乏重力，这减少了对肌肉和骨骼的负荷，导致它们萎缩。第二是极度压缩的明暗周期：国际空间站的乘员每24小时经历16次日出和16次日落，这严重扰乱了他们的昼夜节律。第三是暴露于来自银河宇宙射线的高剂量电离辐射，相当于六个月内的480次胸部X光检查。最后一个因素是社会隔离。所有这些因素都被认为是导致衰老过程的原因。
太空生活的有害影响与地球上的压力源相似（Curly_photo/Getty Images）
"那又怎样？"你可能会这样想。地球上的凡人永远不会经历这些压力。但实际上我们会。根据维纳的说法，地球上的条件在某种程度上复制了太空中的情况。我们不会经历微重力，但久坐的生活方式对肌肉和骨骼的影响是一样的。昼夜节律紊乱和社会隔离很常见，数以百万计的人暴露于天然氡气产生的高水平电离辐射中。
衰老的机制仍然相当不透明，但好消息是，对长期停留宇航员的研究可以帮助阐明这些机制。根据维纳的说法，宇航员是研究衰老过程的绝佳模式生物。"太空飞行暴露可以被概念化为慢性、低等级压力源的急性、强化版本，这些压力源导致了地球人口中相当大一部分与年龄相关的衰退，"他和同事们在最近的一篇综述文章中写道。
对宇航员的研究甚至可能帮助我们实现老年科学中那个难以捉摸的目标——抗衰老干预。NASA理所当然地希望保护其员工，并已与维纳的团队合作，寻找能够抵消太空飞行促衰老效应的分子。在过去的70年里，太空计划已经带来了多项医学衍生产品，包括人工耳蜗和假肢。青春之泉将成为这一清单上最受欢迎的补充。无限延伸，勇往直前！
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