Смогут ли почки астронавтов пережить путешествие на Марс?
Структура и функции почек изменяются во время космического полета, а галактическая радиация наносит непоправимый ущерб, который может поставить под угрозу любую миссию на Марс, показывают новые исследования исследователей Университетского колледжа Лондона.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет собой крупнейший в истории анализ здоровья почек во время космических полетов и включает в себя первый набор данных о состоянии здоровья коммерческих астронавтов.
Космическое излучение
С 1970-х годов исследователи знали, что космические полеты вызывают определенные проблемы со здоровьем. Эти проблемы включают потерю костной массы, ослабление сердца и зрения, а также образование камней в почках.
Считается, что большая часть этих проблем возникает из-за воздействия космического излучения, такого как солнечный ветер от Солнца и галактические космические лучи из глубокого космоса, от которых магнитное поле Земли защищает нас на Земле.
Поскольку большая часть пилотируемых космических полетов происходит на низкой околоземной орбите и получает частичную защиту от магнитного поля Земли, только 24 человека, побывавших на Луне, подверглись неослабленному галактическому космическому излучению лишь в течение короткого времени (6–12 дней).
В этом исследовании группа исследователей из более чем 40 учреждений на пяти континентах провела серию экспериментов и анализов, чтобы выяснить, как почки реагируют на космический полет.
Это включало биомолекулярные, физиологические и анатомические оценки с использованием данных и образцов более чем 40 космических миссий на низкой околоземной орбите с участием людей и мышей, большинство из которых находились на борту Международной космической станции, а также 11 космических симуляций с участием мышей и крыс.
В семи из этих симуляций участвовали мыши, подвергшиеся воздействию смоделированных доз галактического космического излучения, эквивалентных 1,5-летнему и 2,5-летнему полету на Марс, имитирующему космический полет за пределами магнитного поля Земли.
Результаты показали, что почки как человека, так и животных «изменились» под воздействием условий в космосе. Исследователи говорят, что вероятной причиной этого является микрогравитация, а не галактические космические лучи, хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, может ли взаимодействие микрогравитации и галактических космических лучей ускорить или усугубить эти структурные изменения.
Почечный камень
Ранее предполагалось, что основной причиной образования камней в почках во время космических полетов является исключительно потеря костной массы, вызванная микрогравитацией, что приводит к накоплению кальция в моче. Вместо этого результаты команды Университетского колледжа Лондона показывают, что способ переработки солей почками фундаментально изменился в результате космического полета и, вероятно, является основным фактором образования камней в почках.
Возможно, самым тревожным открытием, по крайней мере для любого астронавта, планирующего трехлетнее возвращение на Марс, является то, что почки мышей, подвергшихся воздействию радиации, имитирующей галактические космические лучи, в течение 2,5 лет, необратимо повреждаются и теряют функции.
«Если мы не разработаем новые способы защиты почек, я бы сказал, что даже если астронавт сможет добраться до Марса, на обратном пути ему может понадобиться диализ», — говорит первый автор исследования, доктор Кейт Сууве.
