سفرهای فضایی که فراتر از زمین انجام می‌شوند، در آینده‌ای نزدیک امکان‌پذیر خواهند بود. فضانوردانی که راهی مریخ می‌شوند، با شرایطی کاملاً متفاوت از زمین روبرو خواهند شد و محققان در تلاشند تا دریابند که بدن انسان در این سفرهای طولانی‌مدت چه تغییراتی را تجربه خواهد کرد.
کلیه‌ها، نقطه‌ای مبهم در سفرهای فضایی
مطالعات جدید نشان می‌دهد که کلیه‌ها ممکن است بیش از آنچه قبلاً تصور می‌شد در معرض خطر باشند، از جمله افزایش احتمال تشکیل سنگ‌های کلیوی و آسیب‌های پایدار.
تحقیقات مختلف از زمان اولین مأموریت‌های فضایی نگرانی‌هایی را درباره سلامت فضانوردان مطرح کرده است. اما یافته‌های جدید نشان می‌دهد که چرا این مشکلات در کلیه‌ها ایجاد می‌شوند.
دکتر کیث سیو از مرکز لوله‌ای لندن در دپارتمان پزشکی کلیوی دانشگاه کالج لندن (UCL) و همکارانش تصویری دقیق از آنچه هنگام قرار گرفتن موجودات زنده – چه انسان و چه سایر موجودات – در شرایط فضایی به مدت چند هفته تا چند سال رخ می‌دهد، ارائه کرده‌اند.
مأموریت‌های فضایی و تأثیر بر کلیه‌های انسان
این مطالعه در قالب یک پروژه تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری UCL انجام شد که بیش از 40 مؤسسه از پنج قاره در آن شرکت داشتند.
این تیم داده‌های 20 گروه تحقیقاتی مختلف را بررسی کرد که شامل نمونه‌هایی از بیش از 40 مأموریت مداری نزدیک به زمین در ایستگاه فضایی بین‌المللی، به‌علاوه 11 شبیه‌سازی با موش‌ها و موش‌های صحرایی بود.
این تحقیق، بزرگ‌ترین تحلیل سلامت کلیه در سفرهای فضایی تا به امروز محسوب می‌شود و شامل اولین مجموعه داده‌های مربوط به فضانوردان تجاری نیز هست.
همچنین شامل هفت شبیه‌سازی بود که در آن موش‌ها در معرض تابش‌هایی مشابه با سفرهای کیهانی تا 2.5 سال قرار گرفتند.
کلیه‌ها و تابش عمیق فضایی
فضانوردانی که در مدار نزدیک زمین فعالیت می‌کنند، همچنان از محافظت نسبی میدان مغناطیسی زمین بهره‌مند می‌شوند.
تنها 24 نفر – یعنی افرادی که به ماه سفر کرده‌اند – در سفرهای کوتاه‌مدت 6 تا 12 روزه در معرض تابش‌های کیهانی قرار گرفته‌اند.
تا کنون، هیچ انسانی سفری طولانی‌مدت فراتر از میدان مغناطیسی زمین را تجربه نکرده است، بنابراین مشخص نبود که ارگان‌های بدن در شرایط سخت‌تر چه واکنشی نشان خواهند داد.
در این مطالعه جدید، محققان دریافتند که برخی از لوله‌های کلیوی که وظیفه تنظیم میزان نمک‌ها و کلسیم را دارند، تنها پس از یک ماه قرار گرفتن در شرایط ریزگرانش کوچک‌تر می‌شوند.
همچنین عملکرد کلیه‌ها در پردازش نمک‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کند که احتمال تشکیل سنگ‌های کلیوی را افزایش می‌دهد.
این یافته‌ها نظریه قدیمی که علت اصلی سنگ‌های کلیوی در فضا را تحلیل استخوان‌ها و افزایش کلسیم در ادرار می‌دانست، به چالش می‌کشد.
افزایش مسافت، افزایش تابش
این تحقیقات تأکید دارد که تابش کیهانی را نمی‌توان به‌طور کامل با محافظ‌های معمولی مسدود کرد.
وقتی موش‌ها در معرض تابش‌های شبیه‌سازی‌شده‌ای برابر با سفر 2.5 ساله در فضا قرار گرفتند، آسیب‌های غیرقابل‌برگشت کلیوی مشاهده شد.
برخی از مشاهدات کلیدی نشان می‌دهند که تغییر در نحوه مدیریت مواد معدنی حیاتی توسط کلیه‌ها، می‌تواند تأثیرات طولانی‌مدتی بر سلامت فضانوردان داشته باشد.
دکتر سیو توضیح داد:
“ما می‌دانیم که فضانوردان در مأموریت‌های کوتاه‌مدت فضایی با مشکلاتی مانند افزایش سنگ کلیه مواجه شده‌اند. اما نمی‌دانیم چرا این اتفاق رخ می‌دهد و همچنین نمی‌دانیم در مأموریت‌های طولانی‌مدت مانند سفر به مریخ چه خواهد شد.”
اگر دانشمندان راهی برای محافظت از کلیه‌ها پیدا نکنند، هر فضانوردی که به مریخ برسد، احتمالاً در مسیر بازگشت یا حتی هنگام ورود به این سیاره نیاز به دیالیز خواهد داشت.
دکتر سیو هشدار داد:
“ما می‌دانیم که کلیه‌ها معمولاً علائم آسیب ناشی از تابش را دیر نشان می‌دهند و وقتی این آسیب مشخص شود، احتمالاً خیلی دیر خواهد بود. این موضوع می‌تواند شانس موفقیت مأموریت را به‌شدت تهدید کند.”
کلیه‌های انسان و آینده سفرهای فضایی
از دهه 1970، آژانس‌های فضایی از این موضوع آگاه بودند که سفرهای فراتر از میدان محافظتی زمین منجر به مشکلات سلامتی در استخوان‌ها، چشم‌ها و سیستم قلبی عروقی می‌شود.
اما این مطالعه جدید، توجه بیشتری را به کلیه‌ها معطوف کرده است. همچنین اهمیت مدیریت هم‌زمان ریزگرانش و تابش‌های کیهانی را در مأموریت‌های فضایی آینده برجسته می‌کند.
پروفسور استیون بی. والش از مرکز لوله‌ای لندن در دپارتمان پزشکی کلیوی UCL گفت:
“مطالعه ما نشان می‌دهد که اگر قصد برنامه‌ریزی برای مأموریت فضایی دارید، باید کلیه‌ها را در اولویت قرار دهید. شما نمی‌توانید آن‌ها را در برابر تابش‌های کهکشانی تنها با محافظت فیزیکی حفظ کنید.”
اما به گفته او، با پیشرفت‌های بیشتر در زیست‌شناسی کلیوی، ممکن است بتوان راهکارهای فناورانه یا دارویی برای تسهیل سفرهای طولانی فضایی توسعه داد.
قدم بعدی چیست؟
اگرچه این مطالعه تنها تغییرات کلیوی را تا بازه زمانی 2.5 سال بررسی کرده است، اما جامع‌ترین مجموعه داده‌ای است که تاکنون برای این دوره زمانی ارائه شده است.
محققان تأکید دارند که شناسایی این خطرات، گام اول برای یافتن راهکارهای مؤثر است.
همچنین، همکاری بین‌المللی در این پژوهش نشان می‌دهد که توجه جهانی به محافظت از کلیه‌های فضانوردان در حال افزایش است و نوآوری‌های آینده ممکن است به بیماران روی زمین نیز کمک کند.
کارشناسان خاطرنشان کردند که درک نحوه مقابله با تأثیرات هم‌زمان ریزگرانش و تابش کیهانی، برای ایمن‌تر کردن مأموریت‌های فضایی بلندمدت ضروری خواهد بود.
با توجه به شواهدی که چالش‌های جدی کلیوی را نشان می‌دهند، برنامه‌ریزی دقیق برای حفظ سلامت فضانوردان در سفرهایی که بسیار طولانی‌تر از هر مأموریت قبلی خواهند بود، ضروری است.
این مطالعه کامل در مجله Nature Communications منتشر شده است.
