به گفته تحقیقات جدیدی که توسط کالج دانشگاهی لندن (UCL) رهبری شده است، پرواز فضایی به طور قابل توجهی ساختار و عملکرد کلیه‌ها را تغییر می‌دهد و تابش کهکشانی باعث آسیب دائمی می‌شود که می‌تواند هر مأموریتی به مریخ را به خطر بیندازد.
این مطالعه جامع‌ترین تحلیل از سلامت کلیه‌ها در فضا تا به امروز است و اولین مجموعه داده‌های سلامت برای فضانوردان تجاری را نیز شامل می‌شود.
پرواز فضایی و مشکلات سلامتی
محققان از دهه ۱۹۷۰ می‌دانستند که پرواز فضایی مشکلات سلامتی مختلفی ایجاد می‌کند، مانند از دست دادن توده استخوانی، ضعیف شدن قلب و بینایی، و ایجاد سنگ کلیه.
این مشکلات به دلیل قرار گرفتن در معرض تابش فضایی، شامل بادهای خورشیدی از خورشید و تابش کهکشانی کیهانی (GCR) از فضای عمیق، که میدان مغناطیسی زمین تا حدودی فضانوردان را در مدار پایین زمین (LEO) محافظت می‌کند، در نظر گرفته می‌شود.
با این حال، ۲۴ نفری که به ماه سفر کردند، برای مدت کوتاهی در معرض GCR بدون محافظت قرار گرفتند.
واکنش کلیه‌ها به پرواز فضایی
مطالعه حاضر به بررسی چگونگی واکنش کلیه‌ها به شرایط پرواز فضایی پرداخت. تیمی به رهبری UCL از بیش از ۴۰ موسسه در پنج قاره، آزمایشات و تحلیل‌های مختلفی انجام دادند، با استفاده از داده‌ها و نمونه‌های ۲۰ گروه مطالعه.
این شامل نمونه‌هایی از بیش از ۴۰ مأموریت فضایی LEO با حضور انسان و موش، عمدتاً از ایستگاه فضایی بین‌المللی، و ۱۱ شبیه‌سازی فضایی با موش‌ها و موش‌های صحرایی بود.
هفت مورد از این شبیه‌سازی‌ها موش‌ها را در معرض دوزهای شبیه‌سازی شده GCR معادل مأموریت‌های ۱.۵ ساله و ۲.۵ ساله مریخ قرار دادند، شبیه‌سازی پرواز فضایی فراتر از میدان مغناطیسی زمین.
بازسازی کلیه‌ها در فضا
نتایج نشان داد که کلیه‌های انسان و حیوان در فضا “بازسازی” می‌شوند، با نشانه‌هایی از انقباض لوله‌های کلیوی مسئول تعادل کلسیم و نمک پس از کمتر از یک ماه.
این تغییر احتمالاً به دلیل بی‌وزنی است تا GCR، اگرچه تحقیقات بیشتری لازم است تا مشخص شود آیا تعامل بین بی‌وزنی و GCR می‌تواند این تغییرات ساختاری را بدتر کند یا خیر.
تشکیل سنگ کلیه
پیشتر، دلیل اصلی تشکیل سنگ کلیه در فضا، از دست دادن استخوان ناشی از بی‌وزنی و منجر به تجمع کلسیم در ادرار فرض می‌شد.
با این حال، یافته‌های اخیر نشان می‌دهند که پرواز فضایی به طور اساسی نحوه پردازش نمک‌ها توسط کلیه‌ها را تغییر می‌دهد، که احتمالاً به تشکیل سنگ کلیه کمک می‌کند.
یک یافته به خصوص نگران‌کننده برای مأموریت‌های احتمالی به مریخ این است که موش‌هایی که به مدت ۲.۵ سال در معرض GCR شبیه‌سازی شده قرار گرفتند، دچار آسیب دائمی و از دست دادن عملکرد کلیه شدند.
فضانوردان در مأموریت‌های طولانی فضایی
کیث سیو، نویسنده اصلی و کارشناس پزشکی کلیوی در UCL، گفت: “ما می‌دانیم که چه اتفاقی برای فضانوردان در مأموریت‌های فضایی نسبتاً کوتاه مدت رخ داده است، از نظر افزایش مشکلات سلامتی مانند سنگ کلیه. آنچه نمی‌دانیم این است که چرا این مشکلات رخ می‌دهند و چه اتفاقی برای فضانوردان در پروازهای طولانی‌تر مانند مأموریت پیشنهادی به مریخ خواهد افتاد.”
“اگر راه‌های جدیدی برای محافظت از کلیه‌ها توسعه ندهیم، می‌گویم که در حالی که فضانورد می‌تواند به مریخ برسد، ممکن است در راه بازگشت نیاز به دیالیز داشته باشد. می‌دانیم که کلیه‌ها دیرتر نشانه‌های آسیب تابشی را نشان می‌دهند؛ زمانی که این امر آشکار شود، احتمالاً برای جلوگیری از نارسایی دیر شده است که این امر می‌تواند برای موفقیت مأموریت فاجعه‌بار باشد.”
تسهیل سفرهای فضایی طولانی مدت
استفان بی. والش، نویسنده ارشد و استاد در همان دانشگاه افزود: “مطالعه ما نشان می‌دهد که اگر شما قصد انجام یک مأموریت فضایی را دارید، کلیه‌ها واقعاً مهم هستند.”
“شما نمی‌توانید آن‌ها را از تابش کهکشانی با استفاده از محافظت فیزیکی محافظت کنید، اما با یادگیری بیشتر درباره زیست‌شناسی کلیوی، ممکن است بتوانید اقدامات تکنولوژیک یا دارویی برای تسهیل سفرهای فضایی طولانی مدت توسعه دهید.”
“هر دارویی که برای فضانوردان توسعه یابد، ممکن است در اینجا روی زمین نیز مفید باشد، به عنوان مثال با امکان تحمل کلیه بیماران سرطانی در برابر دوزهای بالاتر پرتودرمانی، کلیه‌ها یکی از عوامل محدود کننده در این زمینه هستند.”
اگرچه این مطالعه که در مجله Nature Communications منتشر شده است، تنها سلامت کلیه‌ها را تا دو و نیم سال توصیف می‌کند، اما جامع‌ترین داده‌های موجود برای این بازه زمانی را ارائه می‌دهد.
یافته‌ها بر ضرورت رفع این چالش‌های بهداشتی برای تضمین موفقیت مأموریت‌های فضایی طولانی مدت، مانند مأموریت‌های به مریخ، تأکید می‌کنند.
