Структура і функції нирок змінюються внаслідок космічних польотів, а галактична радіація спричиняє незворотні пошкодження, які поставлять під загрозу будь-яку місію на Марс, ідеться в новому дослідженні, проведеному вченими з Університетського коледжу Лондона (UCL).
Дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, є найбільшим на сьогоднішній день аналізом стану нирок в умовах космічного польоту і включає перший набір даних про стан здоров'я астронавтів.
Дослідники знають, що космічні польоти викликають певні проблеми зі здоров'ям. Ці проблеми включають втрату кісткової маси, ослаблення серця і зору, а також розвиток каменів у нирках. Вважається, що багато хто з цих проблем пов'язані з впливом космічної радіації, такої як сонячний вітер від Сонця і галактичне космічне випромінювання (ГКВ) з далекого космосу, від яких на Землі нас захищає магнітне поле планети. Оскільки більшість пілотованих космічних польотів відбувається на низькій навколоземній орбіті (НОО) та частково захищена магнітним полем Землі, лише 24 людини, які побували на Місяці, зазнали впливу непримиренного ГКВ, та й то лише протягом короткого часу (6-12 днів).
Ніхто не вивчав, які зміни можуть відбуватися в нирках та інших органах унаслідок умов, що можуть виникнути під час космічної подорожі за межами магнітного поля Землі протягом тривалішого часу.
У цьому дослідженні, що фінансується Wellcome, St Peters Trust і Kidney Research UK (KRUK), група дослідників під керівництвом UCL із понад 40 установ на п'яти континентах провела низку експериментів і аналізів, щоб з'ясувати, як нирки реагують на космічний політ.
Це включало біомолекулярні, фізіологічні та анатомічні оцінки з використанням даних і зразків з 20 дослідницьких когорт. До їх числа увійшли зразки з більш ніж 40 низькоорбітальних космічних польотів за участю людей і мишей, більшість з яких здійснювалися на Міжнародній космічній станції, а також 11 космічних симуляцій за участю мишей і щурів.
У семи з цих симуляцій миші піддавалися симульованому впливу доз ГКВ, еквівалентних 1,5-річному і 2,5-річному польотам на Марс, що імітувало космічний політ за межі магнітного поля Землі.
Результати показали, що нирки як людини, так і тварин «ремоделюються» під впливом космічного середовища, причому специфічні ниркові канальці, які відповідають за тонке налаштування кальцієвого та сольового балансу, демонструють ознаки скорочення менш ніж за місяць перебування в космосі. На думку дослідників, імовірною причиною цього є мікрогравітація, а не ГКВ, хоча необхідні подальші дослідження, щоб визначити, чи може взаємодія мікрогравітації та ГКВ прискорити або погіршити ці структурні зміни.
Раніше вважалося, що основною причиною утворення каменів у нирках під час космічних польотів є виключно втрата кісткової тканини під впливом мікрогравітації, що призводить до накопичення кальцію в сечі. Результати дослідження, проведеного командою UCL, вказують на те, що внаслідок космічного польоту докорінно змінюється процес переробки солей нирками, що, ймовірно, і є основною причиною утворення каменів у нирках.
Можливо, найтривожнішим висновком, принаймні для будь-якого астронавта, який розглядає можливість трирічного польоту на Марс, є те, що нирки мишей, які зазнали опромінення, що імітує ГКВ, протягом 2,5 років, зазнали незворотних ушкоджень і втратили свою функцію.
Доктор Кіт Сью, перший автор дослідження з London Tubular Centre, розташованого на базі відділення ниркової медицини UCL, сказав: "Ми знаємо, що відбувалося з астронавтами під час відносно коротких космічних польотів, які проводилися дотепер, у плані збільшення кількості проблем зі здоров'ям, таких як камені в нирках. Але ми не знаємо, чому ці проблеми виникають, і що відбуватиметься з астронавтами під час більш тривалих польотів, таких як передбачувана місія на Марс".
"Якщо ми не розробимо нові способи захисту нирок, я б сказав, що якщо астронавт зможе долетіти до Марса, то на зворотному шляху йому може знадобитися діаліз. Ми знаємо, що нирки пізно починають проявляти ознаки радіаційного ураження; на той час, коли це стане очевидним, ймовірно, буде вже занадто пізно запобігти відмові, що катастрофічно позначиться на шансах місії на успіх".
Автори кажуть, що, хоча результати дослідження виявляють серйозні перешкоди для польоту на Марс, необхідно виявити проблеми, перш ніж розробляти рішення.
Професор Стівен Б. Волш, старший автор дослідження з London Tubular Centre, відділення ниркової медицини UCL, сказав: "Наше дослідження підкреслює той факт, що якщо ви плануєте космічну місію, нирки дійсно мають значення. Ви не можете захистити їх від галактичної радіації за допомогою екранування, але в міру того, як ми дізнаємося більше про біологію нирок, можливо, вдасться розробити технологічні або фармацевтичні заходи для полегшення тривалих космічних подорожей".
"Будь-які препарати, розроблені для астронавтів, можуть бути корисними і на Землі, наприклад, даючи змогу ниркам ракових хворих переносити вищі дози радіотерапії, оскільки нирки є одним з обмежувальних факторів".
Хоча в дослідженні описано, що відбувається з нирками тільки до двох з половиною років, на цей момент це найповніші дані.
