Το ταξίδι στο διάστημα αλλάζει τη δομή των νεφρών. Νέα έρευνα δείχνει ότι η γαλαξιακή ακτινοβολία προκαλεί ζημιά που θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο τις επανδρωμένες αποστολές στον Άρη.
Οι διαστημικές πτήσεις είναι γνωστό ότι προκαλούν μια σειρά από αλλαγές στα σώματα των αστροναυτών. Καθώς περισσότεροι άνθρωποι επιχειρούν στο διάστημα, η κατανόηση των κινδύνων για την υγεία που συνδέονται με την εξερεύνηση του διαστήματος είναι κρίσιμη για την προετοιμασία για μακροπρόθεσμες αποστολές στο φεγγάρι και πιθανώς στον Άρη, λένε οι ειδικοί.
Παρά τα ευρήματα σχετικά με τα νεφρά, οι ερευνητές υποθέτουν ότι οι βραχυπρόθεσμες διαστημικές πτήσεις δεν ενέχουν σημαντικούς κινδύνους για την υγεία των ιδιωτικών αστροναυτών.
Άλλα στοιχεία δείχνουν ότι οι γυναίκες μπορεί να ανέχονται φυσιολογικά τις διαστημικές πτήσεις καλύτερα από τους άνδρες, αλλά χρειάζεται περισσότερη έρευνα.
Η νέα μελέτη ανέλυσε δείγματα που συλλέχθηκαν από το πρώτο αποκλειστικά πολιτικό πλήρωμα της αποστολής Inspiration4 του SpaceX, η οποία εκτοξεύτηκε στις 15 Σεπτεμβρίου 2021 και επέστρεψε τρεις ημέρες αργότερα.
Η έρευνα δείχνει ότι εκτός από τη βλάβη των νεφρών, τα αποτελέσματα των βραχυπρόθεσμων διαστημικών πτήσεων είναι παρόμοια με εκείνα των μεγαλύτερων αποστολών.
Αυτά περιλαμβάνουν αυξημένα επίπεδα μιας πρωτεΐνης (κυτοκίνες), η οποία μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική φλεγμονή και επιμήκυνση των τεντωμάτων του DNA στα άκρα κάθε χρωμοσώματος μας (τελομερή), που μπορεί να οδηγήσει σε μεταλλάξεις.
Η έρευνα διαπίστωσε ότι ενώ περισσότερο από το 95 τοις εκατό των αλλαγών επέστρεψαν στο φυσιολογικό τους μήνες μετά την αποστολή, ορισμένες πρωτεΐνες, γονίδια και κυτοκίνες φάνηκε να εξακολουθούν να ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της περιόδου ανάρρωσης μετά τη διαστημική πτήση και να παραμένουν για τουλάχιστον τρεις μήνες μετά την πτήση.
Ο Christopher Mason από το Weill Cornell Medicine στη Νέα Υόρκη, ΗΠΑ, ένας από τους συγγραφείς των εργασιών που δημοσιεύθηκαν στο πακέτο Space Omics and Medical Atlas (SOMA), είπε: «Είναι πραγματικά πολύ καλά νέα με την έννοια ότι συμβαίνουν σε όλα τα επίπεδα Υπάρχουν πολλές, πάρα πολλές αλλαγές στη βιολογία και σε όλους τους τρόπους βιοχημείας, αλλά η συντριπτική τους πλειονότητα επιστρέφει γρήγορα στη βασική γραμμή.
“Νομίζω ότι αυτό είναι ένα καλό σημάδι για τους ανθρώπους που σκέφτονται, “Ίσως θα πάω στο διάστημα σε έξι μήνες”, επειδή όλοι μπορούν να προετοιμαστούν για το ταξίδι πολύ γρήγορα και όχι μόνο να πετάξουν εκεί και να επιστρέψουν με ασφάλεια, αλλά και να εκπαιδευτούν και ” αποκτήσει πολύ γρήγορα τις δεξιότητες και τα εργαλεία για τη διεξαγωγή πειραμάτων στο διάστημα».
Ερευνητές στο UCL ερεύνησαν τις επιπτώσεις της διαστημικής πτήσης στα νεφρά.
Διαπίστωσαν ότι τόσο τα νεφρά των ανθρώπων όσο και των ζώων αναδιαμορφώνονται από τις συνθήκες στο διάστημα, με ορισμένα μέρη των οργάνων να παρουσιάζουν σημάδια συρρίκνωσης μετά από λιγότερο από ένα μήνα στο διάστημα.
Οι ερευνητές υποπτεύονται ότι η πιθανή αιτία αυτού είναι η μικροβαρύτητα και όχι οι γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες (GCR). Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να καθοριστεί εάν η αλληλεπίδραση μεταξύ της μικροβαρύτητας και του GCR μπορεί να επιταχύνει ή να επιδεινώσει αυτές τις δομικές αλλαγές.
Ο κύριος λόγος για τον σχηματισμό λίθων στα νεφρά κατά τη διάρκεια διαστημικών αποστολών εθεωρείτο παλαιότερα ότι η απώλεια οστικής μάζας που προκαλείται από τη μικροβαρύτητα οδήγησε στη συσσώρευση ασβεστίου στα ούρα.
Αλλά τα νέα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Nature Communications, υποδηλώνουν ότι ο τρόπος με τον οποίο τα νεφρά επεξεργάζονται τα άλατα αλλάζει θεμελιωδώς από τις διαστημικές πτήσεις και αυτό είναι πιθανότατα ένας σημαντικός παράγοντας για το σχηματισμό λίθων στα νεφρά.
Το πιο ανησυχητικό εύρημα, σύμφωνα με τους επιστήμονες, είναι ότι τα νεφρά ποντικών που εκτέθηκαν σε ακτινοβολία προσομοίωσης GCR για 2,5 χρόνια υπέστησαν μόνιμη βλάβη και απώλεια λειτουργίας.
Κατά την άποψή τους, πρέπει να αναπτυχθούν μέτρα για την προστασία των νεφρών από βλάβες για να είναι επιτυχείς οι αποστολές στον Άρη.
Ο Δρ. Ο Keith Siew, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης από το London Tubular Center στο Τμήμα Νεφρικής Ιατρικής του UCL, δήλωσε: «Γνωρίζουμε τι έχει συμβεί στους αστροναύτες στις σχετικά σύντομες διαστημικές αποστολές που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι στιγμής όσον αφορά την αύξηση των προβλημάτων υγείας όπως τα νεφρά πέτρες.
«Δεν γνωρίζουμε γιατί συμβαίνουν αυτά τα προβλήματα, ούτε τι θα συμβεί με τους αστροναύτες σε μεγαλύτερες πτήσεις, όπως η προγραμματισμένη αποστολή στον Άρη.
«Αν δεν αναπτύξουμε νέους τρόπους για την προστασία των νεφρών, θα έλεγα ότι ένας αστροναύτης θα μπορούσε να πάει στον Άρη αλλά μπορεί να χρειαστεί αιμοκάθαρση στο δρόμο της επιστροφής.
«Γνωρίζουμε ότι τα νεφρά δείχνουν σημάδια βλάβης από την ακτινοβολία μόνο αργά. Όταν αυτά γίνουν εμφανή, θα είναι πιθανότατα πολύ αργά για να αποφευχθεί μια αποτυχία που θα είχε καταστροφικές συνέπειες για τις πιθανότητες επιτυχίας της αποστολής».
Ο καθηγητής Stephen B. Walsh, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης από το London Tubular Centre, Department of Renal Medicine στο UCL, δήλωσε: «Η μελέτη μας υπογραμμίζει το γεγονός ότι οι νεφροί παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχεδιασμό μιας διαστημικής αποστολής.
«Δεν μπορείτε να τα προστατέψετε από τη γαλαξιακή ακτινοβολία, αλλά αν μάθουμε περισσότερα για τη βιολογία των νεφρών, μπορεί να είναι δυνατό να αναπτυχθούν τεχνολογικά ή φαρμακευτικά μέτρα που επιτρέπουν μεγαλύτερα διαστημικά ταξίδια.
«Οποιοδήποτε φάρμακο που αναπτύχθηκε για αστροναύτες θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμο εδώ στη Γη, για παράδειγμα κάνοντας τα νεφρά των καρκινοπαθών πιο ανεκτικά σε υψηλότερες δόσεις ακτινοβολίας, επειδή τα νεφρά είναι ένας από τους περιοριστικούς παράγοντες από αυτή την άποψη».
Στη μελέτη, που χρηματοδοτήθηκε από το Wellcome, το St Peters Trust και το Kidney Research UK (KRUK), η ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του UCL από περισσότερα από 40 ιδρύματα από όλο τον κόσμο εξέτασε δεδομένα και δείγματα από περισσότερες από 40 διαστημικές αποστολές σε χαμηλή τροχιά στη Γη με τη συμμετοχή ανθρώπων και ποντίκια, καθώς και 11 διαστημικές προσομοιώσεις με ποντίκια και αρουραίους.
Το πακέτο SOMA, που δημοσιεύτηκε στο Nature, περιέχει δεδομένα από μια σειρά αποστολών, συμπεριλαμβανομένων των αποστολών SpaceX Inspiration4, Polaris Dawn, Axiom, Nasa Twins και Jaxa, καθώς και από ερευνητές σε όλο τον κόσμο.
Σε ένα εμβληματικό έγγραφο, ο Eliah Overbey, ο Cem Meydan, η Susan Bailey, ο Afshin Beheshti, ο Christopher Mason και οι συνεργάτες του παρέχουν έναν λεπτομερή οδηγό για τα δεδομένα.
Σχολιάζοντας τα ευρήματα σχετικά με τις διαφορές μεταξύ ανδρών και γυναικών, ο καθηγητής Mason είπε: «Γνωρίζουμε ότι οι γυναίκες φαίνεται να επηρεάζονται λιγότερο από κάποια πράγματα.
«Ένα από αυτά είναι το νευροοφθαλμικό σύνδρομο που σχετίζεται με το διαστημικό ταξίδι – ή η βλάβη που μπορεί να προκληθεί στα μάτια – νομίζω ότι έχει ήδη καθιερωθεί και νομίζω ότι σε αυτήν την περίπτωση η γενετική και επιγενετική ανθεκτικότητα είναι κάτι που βλέπουμε εδώ έχουν, και φαίνεται να είναι μια νέα ανακάλυψη.
«Ίσως είναι μόνο το γεγονός ότι οι γυναίκες πρέπει να γεννήσουν. Η ικανότητα ανοχής μεγάλων φυσιολογικών και υγροδυναμικών αλλαγών θα μπορούσε επομένως να είναι εξαιρετική για τη διαχείριση της εγκυμοσύνης, αλλά και για την αντιμετώπιση του στρες του διαστημικού ταξιδιού σε φυσιολογικό επίπεδο.
«Δεν έχουμε ακόμη μια σαφή απάντηση στο γιατί οι γυναίκες φαίνονται να είναι λίγο πιο ανεκτικές στους στρεσογόνους παράγοντες του διαστημικού ταξιδιού, αλλά το εξετάζουμε».