Международная команда ученых проанализировала воздействие на почки длительных миссий в условиях дальнего космоса.
Выдержат ли почки астронавтов длительную миссию в глубоком космосе
Международная команда ученых под руководством Университетского Колледжа Лондона проанализировала воздействие на почки длительных миссий в условиях дальнего космоса. Как показала работа, почки при длительном воздействии галактического излучения могут необратимо выйти из строя.
Starship. Космический корабль, который должен доставить человека на Марс стартует с космодрома в Бока-Чика, штат Техас. SpaceX
Космические путешествия далеко за пределы Земли планируются уже сегодня. Но экипажи, направляющиеся на Марс, столкнутся с условиями, совершенно отличными от земных, и исследователи работают над тем, чтобы выяснить, что может произойти с человеческим организмом во время этих длительных путешествий.
Доктор Кейт Сью из Университетского колледжа Лондона и ее коллеги собрали подробную картину того, что происходит, когда люди или другие живые существа находятся в условиях, подобных космическим, в течение долгих лет. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Космические миссии и почки человека
Инфографическое представление дизайна исследования.
Новое исследование, было проведено в рамках инициативы ученых Университетского колледжа Лондона, в нем приняли участие более 40 научных учреждений. Ученые рассмотрела данные 20 различных исследовательских групп и образцов, связанных с более чем 40 миссиями на Международной космической станции, а также 11 симуляций с мышами и крысами.
Работа включала семь симуляций, в которых мыши подвергались воздействию радиации, имитирующей до 2,5 лет космического путешествия за пределами магнитного поля Земли. Результаты показали, что структура и функция почек изменяются в результате космического полета, причем галактическое излучение вызывает необратимые повреждения, которые могут поставить под угрозу любую дальнюю миссию.
Астронавтов на низкой околоземной орбите защищает магнитное поле нашей планеты. Только 24 человека — те, кто отправился на Луну — подвергались воздействию галактического космического излучения во время коротких миссий продолжительностью около 6–12 дней. Пока никто не совершал многолетних миссий за пределами магнитной защиты Земли, поэтому было неясно, как органы справятся с такими экстремальными условиями.
В рамках нового исследования ученые обнаружили, что почечные канальцы, которые контролируют тонкий баланс солей и кальция, сжимаются при таком воздействии всего через месяц в условиях микрогравитации. Почки начинают перерабатывать соли таким образом, что увеличивается вероятность образования камней.
Большие дозы радиации и почки
Острое воздействие галактической космической радиации на здоровье почек. Повреждение канальцев.
Исследование показало, что космическое излучение невозможно полностью заблокировать защитным экраном. Когда мышам давали дозы имитированного галактического космического излучения, равные продолжительности миссии до 2,5 лет, у животных наблюдалось необратимое повреждение почек.
«Мы знаем, что происходило с астронавтами во время относительно коротких космических миссий, проведенных до сих пор, с точки зрения увеличения проблем со здоровьем, таких как камни в почках», — объясняет доктор Кейт Сью. — «Но мы не знаем, почему возникают эти проблемы, и что произойдет с астронавтами во время более длительных полетов, таких как миссия на Марс».
Если ученые не разработают новые способы защиты почек, любому астронавту, который доберется до Марса, скорее всего, понадобится диализ по пути домой или даже по прибытии на Марс.
«Почки поздно проявляют признаки радиационного поражения, и к тому времени, когда это становится очевидным, вероятно, уже слишком поздно их лечить, а это было бы катастрофой для любой миссии», — заключает доктор Сью.
Человеческие почки и будущие космические путешествия
Космические агентства знали с 1970-х годов, что путешествия за пределами естественной защиты нашей планеты приводят к проблемам со здоровьем, связанным с костями, глазами и сердечно-сосудистой системой. Эта новая работа фокусируется на почках. Она подчеркивает важность управления как микрогравитацией, так и радиацией, особенно в условиях далеких и длительных миссий.
Соавтор работы профессор Стивен Б. Уолш говорит: «Но по мере того, как мы узнаем больше о биологии почек, может стать возможным разработать технологические или фармацевтические меры для их защиты и улучшения работы во время длительных космических путешествий».
Любые препараты, разработанные для астронавтов, могут быть полезны и на Земле. Например, позволяя почкам больных раком переносить более высокие дозы радиотерапии, что в настоящее время является препятствием для такой формы лечения.