Структура и функция почек изменяются в результате космических полетов, а галактическая радиация вызывает необратимые повреждения, угрожающие миссиям на Марс, согласно новому исследованию, проведенному учеными из UCL.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, является крупнейшим на сегодняшний день анализом здоровья почек во время космических полетов и включает первый набор данных о здоровье коммерческих астронавтов. Эта работа входит в специальный выпуск журнала Nature, посвященный космосу и здоровью.
Почечный вопрос
С 1970-х годов известно, что космические полеты вызывают определенные проблемы со здоровьем, такие как потеря костной массы, ослабление сердца и зрения, а также развитие камней в почках. Эти проблемы в значительной степени связаны с воздействием космической радиации, такой как солнечный ветер и галактическое космическое излучение (ГКЛ), от которого нас защищает магнитное поле Земли. Большинство пилотируемых космических полетов происходит на низкой околоземной орбите (НОО), где защита магнитного поля Земли частична. Только 24 человека, побывавшие на Луне, подверглись воздействию ГКЛ в течение короткого времени (6-12 дней).
Никто ранее не изучал, какие изменения могут произойти в почках и других органах при длительных космических путешествиях за пределы магнитного поля Земли.
В этом исследовании, финансируемом Wellcome, St Peters Trust и Kidney Research UK (KRUK), группа исследователей под руководством UCL провела серию экспериментов и анализов, чтобы выяснить, как почки реагируют на космические полеты. Они использовали биомолекулярные, физиологические и анатомические оценки, включая данные и образцы из 20 исследовательских когорт, более 40 космических полетов на низкую орбиту и 11 космических симуляций с участием мышей и крыс.
В семи из этих симуляций мыши подверглись воздействию доз ГКЛ, эквивалентных 1,5-летней и 2,5-летней миссии на Марс.
Не таких камней мы ждем с Марса
Результаты показали, что почки человека и животных "перестраиваются" под воздействием условий в космосе. Некоторые почечные канальцы, ответственные за баланс кальция и соли, проявляют признаки сжатия уже через месяц пребывания в космосе. Вероятной причиной этого является микрогравитация, а не ГКЛ, хотя дальнейшие исследования необходимы для понимания взаимодействия этих факторов.
Ранее предполагалось, что образование камней в почках связано исключительно с потерей костной массы, вызывающей накопление кальция в моче. Однако результаты исследования показали, что переработка солей почками кардинально меняется во время космического полета и вероятно является основной причиной образования камней.
Самым тревожным открытием стало необратимое повреждение и потеря функции почек у мышей, подвергшихся радиации, имитирующей ГКЛ, в течение 2,5 лет. Это вызывает серьезные опасения для астронавтов, планирующих длительные миссии на Марс.
Доктор Кейт Сью, первый автор исследования из Лондонского трубчатого центра UCL, отметил, что, хотя астронавты могут добраться до Марса, им может понадобиться диализ на обратном пути. Почки поздно проявляют признаки радиационного повреждения, и к тому времени, когда это станет очевидным, может быть уже слишком поздно для предотвращения катастрофических последствий для миссии.
Профессор Стивен Б. Уолш, старший автор исследования из UCL, подчеркнул, что почки играют важную роль в космических миссиях, и важно искать способы их защиты. Это может включать технологические или фармацевтические меры, которые также могут быть полезны на Земле, например, для улучшения переносимости лучевой терапии у больных раком.
Исследование описывает изменения в почках в течение 2,5 лет и предоставляет наиболее полные на сегодняшний день данные о воздействии космических полетов на этот орган.
