Mogu li bubrezi astronauta preživjeti putovanje na Mars

Struktura i funkcija bubrega mijenja se svemirskim letom, a galaktičko zračenje uzrokuje trajna oštećenja koja bi ugrozila svaku misiju na Mars, prema novoj studiji koju su vodili istraživači sa University College London (UCL).

Studija, objavljena u časopisu Nature Communications, najveća je analiza zdravlja bubrega u svemirskim letovima do danas i uključuje prvi skup zdravstvenih podataka za komercijalne astronaute.

Istraživači znaju da svemirski let uzrokuje određene zdravstvene probleme od 1970-ih, u godinama nakon što su ljudi prvi put putovali izvan Zemljinog magnetskog polja, odnosno tijekom prvog slijetanja na Mjesec 1969. godine. Ti problemi uključuju gubitak koštane mase, slabljenje srca i vida i razvoj bubrežnih kamenaca.

Smatra se da mnogi od ovih problema proizlaze iz izloženosti svemirskom zračenju, kao što su solarni vjetrovi od Sunca i galaktičko kozmičko zračenje (GCR) iz dubokog svemira, od čega nas Zemljino magnetsko polje štiti na Zemlji.

Budući da se većina svemirskih letova s ​​ljudskom posadom odvija u niskoj Zemljinoj orbiti (LEO) i dobiva djelomičnu zaštitu od Zemljinog magnetskog polja, samo 24 osobe koje su putovale na Mjesec bile su izložene neublaženom GCR-u i to na samo kratko vrijeme (6-12 dana).

U ovoj studiji tim istraživača pod vodstvom UCL-a iz više od 40 institucija na pet kontinenata proveo je niz eksperimenata i analiza kako bi istražio kako bubrezi reagiraju na let u svemir.

To je uključivalo biomolekularne, fiziološke i anatomske procjene korištenjem podataka i uzoraka  iz više od 40 svemirskih misija u niskoj Zemljinoj orbiti koje uključuju ljude i miševe, od kojih je većina bila na Međunarodnoj svemirskoj postaji, kao i 11 svemirskih simulacija koje uključuju miševe i štakore.

Sedam od ovih simulacija uključivalo je miševe izložene simuliranim GCR dozama koje su ekvivalentne 1,5-godišnjim i 2,5-godišnjim misijama na Mars, oponašajući svemirski let izvan Zemljinog magnetskog polja.

Rezultati su pokazali da su i ljudski i životinjski bubrezi 'preoblikovani' uvjetima u svemiru, sa specifičnim bubrežnim tubulima odgovornim za fino podešavanje ravnoteže kalcija i soli koji pokazuju znakove skupljanja nakon manje od mjesec dana u svemiru. Istraživači kažu da je vjerojatni uzrok tome mikrogravitacija, a ne GCR, iako su potrebna daljnja istraživanja kako bi se utvrdilo može li interakcija mikrogravitacije i GCR-a ubrzati ili pogoršati ove strukturne promjene.

Prethodno se pretpostavljalo da je glavni razlog za nastanak bubrežnih kamenaca tijekom svemirskih misija isključivo gubitak koštane mase izazvan mikrogravitacijom koji dovodi do nakupljanja kalcija u mokraći. Umjesto toga, otkrića tima UCL-a ukazuju na to da je način na koji bubrezi prerađuju soli temeljno promijenjen svemirskim letom i da je vjerojatno primarni doprinos stvaranju bubrežnih kamenaca.

Možda je najalarmantnije otkriće, barem za bilo kojeg astronauta koji razmišlja o povratnom trogodišnjem putovanju na Mars, da su bubrezi miševa koji su 2,5 godine bili izloženi zračenju koje simulira GCR, doživjeli trajna oštećenja i gubitak funkcije.

"Ako ne razvijemo nove načine za zaštitu bubrega, rekao bih da, iako bi astronaut mogao stići do Marsa, mogla bi mu trebati dijaliza na povratku", rekao je dr. Keith Siew, prvi autor studije.