Выживут ли почки астронавтов во время полета на Марс?

Важные новости

Выживут ли почки астронавтов при путешествии туда и обратно Марс?

Фото: Михаил Нилов из Pexels

Согласно новому исследованию, проведенному исследователями, в результате космического полета структура и функция почек изменяются, а галактическое излучение вызывает необратимые повреждения, которые могут поставить под угрозу любую миссию на Марс. из UCL.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет собой крупнейший на сегодняшний день анализ здоровья почек во время космических полетов и включает в себя первый набор данных о состоянии здоровья коммерческих астронавтов. Он публикуется как часть специального сборника статей Nature о космосе и здоровье.

Исследователи знали, что космические полеты вызывают определенные проблемы со здоровьем еще с 1970-х годов, через годы после того, как люди впервые вышли за пределы магнитного поля Земли, наиболее известный из которых — во время первой высадки на Луну в 1969 году. Эти проблемы включают потерю костной массы, ослабление сердца и зрения. и развитие камней в почках.

Считается, что многие из этих проблем возникают из-за воздействия космического излучения, такого как солнечный ветер от Солнца и галактическое космическое излучение (ГКЛ) из глубокого космоса, от которого магнитное поле Земли защищает нас на Земле. Поскольку большинство пилотируемых космических полетов происходит на низкой околоземной орбите (НОО) и получает частичную защиту от магнитного поля Земли, только 24 человека, побывавшие на Луне, подвергались явному воздействию ГКЛ, и только в течение короткого времени (от шести до 12 дней). ).

Никто не изучал, какие изменения могут происходить в почках и других органах в результате условий, которые могут возникнуть во время космических путешествий за пределами магнитного поля Земли в течение более длительных периодов времени.

В этом исследовании группа исследователей под руководством UCL из более чем 40 учреждений на пяти континентах провела ряд экспериментов и анализов, чтобы выяснить, как почки реагируют на космический полет.

Это включало биомолекулярные, физиологические и анатомические оценки с использованием данных и образцов из 20 исследовательских когорт. Сюда вошли образцы из более чем 40 космических полетов на низкую околоземную орбиту с участием людей и мышей, большинство из которых были отправлены на Международную космическую станцию, а также 11 космических симуляций с участием мышей и крыс.

Семь из этих симуляций включали мышей. подвергся воздействию смоделированных доз ГКЛ, эквивалентных 1,5-летним и 2,5-летним полетам на Марс, имитирующим космический полет за пределами магнитного поля Земли.

Результаты показали, что почки как человека, так и животных «реконструируются» под воздействием условий в космосе, при этом определенные почечные канальцы, ответственные за точную настройку баланса кальция и соли, демонстрируют признаки сжатия после менее чем месяца пребывания в космосе. Исследователи говорят, что вероятной причиной этого является микрогравитация, а не ГКЛ, хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, может ли взаимодействие микрогравитации и ГКЛ ускорить или ухудшить эти структурные изменения.

Ранее предполагалось, что основная причина образования камней в почках во время космических полетов связана исключительно с потерей костной массы, вызванной микрогравитацией, что приводит к накоплению кальция в моче. Скорее, результаты команды UCL показали, что способ переработки солей почками фундаментально изменяется во время космического полета и, вероятно, является основным фактором образования камней в почках.

Возможно, это самое тревожное открытие, по крайней мере, для любого астронавта, рассматривающего возможность Трехлетнее путешествие на Марс туда и обратно заключается в том, что почки мышей, подвергшихся воздействию радиации, имитирующей ГКЛ, в течение 2,5 лет, получили необратимое повреждение и потерю функции.

Доктор Кейт Сью, первый автор исследования из Лондонского трубчатого центра, расположенного на кафедре почечной медицины Университетского колледжа Лондона, сказал: «Мы знаем, что случилось с астронавтами во время относительно коротких космических миссий, проведенных до сих пор, с точки зрения увеличения в таких проблемах со здоровьем, как камни в почках. Чего мы не знаем, так это того, почему возникают эти проблемы и что произойдет с астронавтами во время длительных полетов, таких как предлагаемая миссия на Марс.

«Если мы не разработаем новые способы защиты почек, я бы сказал, что, хотя астронавт сможет добраться до Марса, на обратном пути ему может потребоваться диализ. Мы знаем, что почки поздно проявляют признаки радиационного повреждения; к тому времени, когда это станет очевидным, вероятно, будет уже слишком поздно предотвращать провал, который будет иметь катастрофические последствия для шансов миссии на успех».

Авторы говорят, что, хотя результаты выявляют серьезные препятствия для миссии на Марс, это необходимо выявить проблемы, прежде чем можно будет разработать решения.

Профессор Стивен Б. Уолш, старший автор исследования Лондонского трубчатого центра кафедры почечной медицины UCL, сказал: «Наше исследование подчеркивает тот факт, что если вы планируете космическую миссию, почки действительно имеют значение. Вы не можете защитить их от галактического излучения с помощью защиты, но по мере того, как мы узнаем больше о биологии почек, возможно, появится возможность разработать технологические или фармацевтические меры для облегчения длительных космических путешествий.

«Любые лекарства, разработанные для астронавтов, также могут быть полезны здесь, на Земле. Земли, например, позволяя почкам больных раком переносить более высокие дозы лучевой терапии, причем почки являются одним из ограничивающих факторов в этом отношении».

Хотя исследование описывает только то, что происходит с почками до двух полтора года, это самые полные данные, доступные на данный момент.

Дополнительная информация: Кейт Сью и др., Космическая болезнь почек: An комплексное паномическое, физиологическое и морфологическое исследование почечной дисфункции, вызванной космическим полетом», Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49212-1

Информация журнала: Nature Communications, Nature

Предоставлено Университетским колледжем Лондона

Новости сегодня

Последние новости