Наш интерес к Марсу в последнее время действительно возрос. Красная планета стала целью исследования человеком (и поселения, если вы Илон Маск), потому что это единственная планета в Солнечной системе, кроме Земли, где, как мы знаем, могла существовать жизнь.
Было проведено множество исследований того, как космические путешествия влияют на организм. В то время как во многих исследованиях изучались последствия космических полетов на низкой околоземной орбите (НОО), в некоторых изучались негативные последствия для здоровья, связанные с путешествием за пределы защитного магнитного поля Земли, где считается, что воздействие галактического космического излучения (ГКЛ) и невесомости или микрогравитация является способствующим фактором.
Теперь в ходе исследования, проведенного Университетским колледжем Лондона (UCL), исследователи провели ряд экспериментов и анализов, крупнейших на сегодняшний день, о том, как почки реагируют на длительные космические полеты, вроде того, который доставит нас на Марс.
Запуск космического корабля НАСА Perseverance в 2020 году марсоход в рамках своей программы исследования Марса, долгосрочной программы роботизированного исследования Красной планетыNASA/Джоэл Ковски
«Мы знаем, что случилось с астронавтами во время относительно коротких космических миссий, проведенных до сих пор, с точки зрения увеличения количества таких проблем со здоровьем, как камни в почках», — сказал доктор Кейт Сью, научный сотрудник по почечной медицине в UCL и руководитель исследования и сокорреспондент. «Чего мы не знаем, так это того, почему возникают эти проблемы, а не того, что произойдет с астронавтами во время длительных полетов, таких как предлагаемая миссия на Марс».
Почки незаменимы (читай: поддерживают жизнь). Они удаляют отходы и балансируют жидкости в организме через мочу; они регулируют содержание в крови кислот, солей и минералов, таких как натрий, кальций, калий и фосфор; они выделяют гормоны, регулирующие кровяное давление; они производят активную форму витамина D, которая способствует укреплению и здоровью костей; и они контролируют выработку эритроцитов.
Только 24 человека, побывавших на Луне, подверглись полному воздействию ГКЛ, и то лишь в течение относительно коротких шести-двенадцати дней. Итак, исследователи изучили физиологические, анатомические и биомолекулярные данные 20 исследовательских когорт, включая образцы из более чем 40 космических миссий на околоземной орбите, предпринятых людьми и мышами (в основном на Международную космическую станцию (МКС)), а также 12 космических симуляций с участием крыс и мышей. В семи симуляциях мыши подвергались воздействию доз GCR, эквивалентных 1,5- и 2,5-летним полетам на Марс, имитирующим путешествие в глубокий космос.
Структурно почки человека и грызунов, по-видимому, были «ремоделированы» под воздействием космоса. условия. Менее чем через месяц в космосе канальцы, которые регулируют баланс кальция и соли, показали признаки сжатия, что, по мнению исследователей, скорее всего, связано с микрогравитацией, а не с ГКЛ. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить это или действительно ли GCR способствует этим структурным изменениям.
Изображение Марса, сделанное в Март 2021 года, марсоход НАСА «Настойчивость» во время своего первого полета по поверхности планетыNASA/JPL-Калтех
Предыдущие исследования показали, что у космонавтов наблюдается необычно высокий уровень образования камней в почках, что объясняется микрогравитацией, вызывающей потерю костной массы, что приводит к накоплению кальция в моче. Однако настоящее исследование показало, что космический полет фундаментально изменил способ переработки солей почками, что, вероятно, способствовало образованию камней в почках.
Самое тревожное то, что почки мышей подвергались воздействию ГКЛ в течение 2,5 лет. выявило необратимое повреждение почек и потерю функции.
«Если мы не разработаем новые способы защиты почек, я бы сказал, что, хотя астронавт сможет добраться до Марса, на обратном пути ему может понадобиться диализ», — сказал Сью. «Мы знаем, что почки поздно проявляют признаки радиационного поражения; к тому времени, когда это станет очевидным, вероятно, будет уже слишком поздно предотвращать провал, который будет иметь катастрофические последствия для шансов миссии на успех».
Это исследование представляет собой наиболее полные на сегодняшний день данные о том, как до 2,5 лет космические путешествия влияют на почки, что актуально для любого предполагаемого путешествия на Марс. Но, по словам исследователей, еще есть время найти решение.
«Наше исследование подчеркивает тот факт, что если вы планируете космическую миссию, почки действительно имеют значение», — сказал Стивен Б. Уолш из Департамент почечной медицины UCL и соавтор исследования. «Вы не можете защитить их от галактической радиации с помощью экранирования, но по мере того, как мы узнаем больше о биологии почек, возможно, появится возможность разработать технологические или фармацевтические меры для облегчения длительных космических путешествий».
Исследование финансировалось от Космического агентства Великобритании, Wellcome Trust, St Peters Trust и Kidney Research UK (KRUK) и опубликовано в Nature Communications.
