Struktura i funkcija bubrega se menjaju svemirskim letom, pri čemu galaktičko zračenje izaziva trajna oštećenja koja bi ugrozila svaku misiju na Mars, prema novoj studiji koju su vodili istraživači sa UCL.
Studija, objavljena u Nature Communications, najveća je analiza zdravlja bubrega u svemirskim letovima do sada i uključuje prvi skup zdravstvenih podataka za komercijalne astronaute. Objavljuje se kao deo specijalnog zbornika radova o svemiru i zdravlju Nature.
Istraživači znaju da let u svemir izaziva određene zdravstvene probleme još od 1970-ih, u godinama nakon što su ljudi prvi put putovali izvan Zemljinog magnetnog polja, najpoznatije tokom prvog sletanja na Mesec 1969. Ova pitanja uključuju gubitak koštane mase, slabljenje srca i vida i razvoj kamena u bubregu.
Smatra se da mnoga od ovih problema potiču od izloženosti svemirskom zračenju, kao što su solarni vetrovi od sunca i galaktičko kosmičko zračenje (GCR) iz dubokog svemira, od kojih nas Zemljino magnetno polje štiti na Zemlji. Kako se većina svemirskih letova s ljudskom posadom odvija u niskoj orbiti Zemlje (LEO) i dobija delimičnu zaštitu od Zemljinog magnetnog polja, samo 24 osobe koje su putovale na Mesec bile su izložene neublaženom GCR-u i to samo na kratko (šest do 12 dana). ).
Niko nije proučavao kakve bi promene mogle da se dešavaju u bubrezima i drugim organima kao rezultat uslova koji bi se iskusili tokom svemirskog putovanja izvan Zemljinog magnetnog polja tokom dužih perioda.
U ovoj studiji, tim istraživača predvođen UCL-om iz preko 40 institucija na pet kontinenata sproveo je niz eksperimenata i analiza kako bi istražio kako bubrezi reaguju na let u svemir.
Ovo je uključivalo biomolekularne, fiziološke i anatomske procene korišćenjem podataka i uzoraka iz 20 studijskih kohorti. Ovo je uključivalo uzorke iz preko 40 svemirskih misija u niskoj orbiti Zemlje koje su uključivale ljude i miševe, od kojih je većina bila na Međunarodnoj svemirskoj stanici, kao i 11 svemirskih simulacija koje su uključivale miševe i pacove.
Sedam od ovih simulacija uključivalo je miševe izložene simuliranim dozama GCR-a ekvivalentnim 1,5-godišnjim i 2,5-godišnjim misijama na Mars, imitirajući let u svemir izvan Zemljinog magnetnog polja.
Rezultati su pokazali da su i ljudski i životinjski bubrezi „preuređeni“ uslovima u svemiru, sa specifičnim bubrežnim tubulima odgovornim za fino podešavanje balansa kalcijuma i soli koji pokazuju znake skupljanja nakon manje od mesec dana u svemiru. Istraživači kažu da je verovatni uzrok ovoga mikrogravitacija, a ne GCR, iako su potrebna dalja istraživanja kako bi se utvrdilo da li interakcija mikrogravitacije i GCR može ubrzati ili pogoršati ove strukturne promene.
Pretpostavljalo se da je primarni razlog zbog kojeg se kamen u bubregu razvija tokom svemirskih misija isključivo zbog gubitka kosti izazvanog mikrogravitacijom koji dovodi do nakupljanja kalcijuma u urinu. Umesto toga, nalazi UCL tima su pokazali da je način na koji bubrezi obrađuju soli fundamentalno promenjen svemirskim letom i verovatno primarni doprinosi stvaranju kamena u bubregu.
Možda je najalarmantniji nalaz, barem za svakog astronauta koji razmišlja o trogodišnjem povratnom putovanju na Mars, da su bubrezi miševa koji su bili izloženi zračenju simulirajući GCR tokom 2,5 godine doživeli trajno oštećenje i gubitak funkcije.
Dr Keith Siev, prvi autor studije iz Londonskog Tubular Centra, sa sedištem na UCL Odeljenju za bubrežnu medicinu, rekao je: „Znamo šta se desilo astronautima u relativno kratkim svemirskim misijama do sada, u smislu povećanja u zdravstvenim problemima kao što je kamen u bubregu, ono što ne znamo je zašto se ovi problemi javljaju, niti šta će se desiti astronautima na dužim letovima kao što je predložena misija na Mars.
„Ako ne razvijemo nove načine zaštite bubrega, rekao bih da, iako bi astronaut mogao da stigne na Mars, možda će im trebati dijaliza na povratku. Znamo da bubrezi kasne da pokažu znake oštećenja radijacijom; do trenutka kada ovo postane očigledno, verovatno je prekasno da se spreči neuspeh, što bi bilo katastrofalno za šanse misije za uspeh.“
Autori kažu da iako rezultati identifikuju ozbiljne prepreke misiji na Mars, neophodno je identifikovati probleme pre nego što se mogu razviti rešenja.
Profesor Stephen B. Valsh, stariji autor studije iz Londonskog tubularnog centra, UCL odeljenja za bubrežnu medicinu, rekao je: „Naša studija naglašava činjenicu da ako planirate svemirsku misiju, bubrezi su zaista važni. Ne možete zaštititi ih od galaktičkog zračenja koristeći zaštitu, ali kako budemo saznali više o renalnoj biologiji, možda će biti moguće razviti tehnološke ili farmaceutske mere za olakšanje produženog putovanja svemirom.
„Svi lekovi razvijeni za astronaute takođe mogu biti korisni ovde na Zemlji, na primer omogućavajući bubrezima pacijenata obolelih od raka da tolerišu veće doze radioterapije, pri čemu su bubrezi jedan od ograničavajućih faktora u tom pogledu.
Iako studija samo opisuje šta se dešava sa bubrezima do dve i po godine, to su za sada najsveobuhvatniji dostupni podaci.
