Выдержат ли почки космонавтов вояж на Марс?

Опубликованное в журнале Nature Communications исследование стало наиболее обстоятельным анализом происходящего с почками во время космических полётов. Учёные рассмотрели, в том числе, данные о состоянии здоровья коммерческих астронавтов, то есть тех, чей полёт финансировался из частных источников.


Специалистам с 1970-х годов известно, что пребывание в космосе приводит к ряду заболеваний. Неприятные факты вскрылись через несколько лет после того, как люди впервые выбрались подальше от магнитного поля Земли. В числе таких вояжей в космос была и первая высадка на Луну в 1969 году. Среди возникавших проблем у космонавтов были потеря костной массы, ослабление сердечной мышцы, ухудшение зрения и камни в почках.

Считается, что многие из неприятных эффектов от пребывания в космосе возникают из-за воздействия космической радиации, а именно солнечного ветра и галактических космических лучей (ГКЛ), от которых на Земле защищает магнитное поле нашей планеты.

Большинство полётов человека в космос пока что происходят на низкой околоземной орбите, так что их участники хотя бы отчасти остаются под защитой магнитного поля Земли. И только считанные люди, например, побывавшие на Луне, подвергались воздействию космических частиц, да и то ненадолго, в общей сложности от шести до 12 дней.

Оказывается, никто прежде основательно не проверял, что будет твориться с почками и другими органами во время путешествий подальше от Земли. И вот под эгидой Калифорнийского университета исследователи из десятков учреждений с пяти континентов провели ряд экспериментов и анализов, чтобы выяснить, как почки перенесут большое космическое путешествие.

Проект включал биомолекулярную, физиологическую и анатомическую оценку с использованием данных и образцов из 20 исследуемых групп. В их числе были образцы из более чем четырёх десятков низкоорбитальных полётов с участием людей и мышей. Большинство из полётов состоялись на Международной космической станции.

А также данные включали 11 симуляций пребывания в космосе подопытных грызунов. За неимением подлинных сведений из длительных космических полётов специальные условия создали лабораторно. В семи симуляциях задействовали мышей, которых подвергли дозам ГКЛ, эквивалентным полётам на Марс продолжительностью полтора и 2,5 года.

Выяснилось, что почки млекопитающих, включая людей, существенно изменяются в условиях космоса. За пределами родной планеты канальцы в них, необходимые для электролитного (кальциево-солевого) баланса, начинали сжиматься недели за три-четыре. Специалисты считают причиной уменьшения протоков микрогравитацию (невесомость), а не ГКЛ. Для большей уверенности в выводах, впрочем, понадобятся дополнительные исследования, чтобы определить, может ли сочетание невесомости и ГКЛ ускорить или усугубить перемены в почках.

Прежде считалось, что главная причина появления камней в почках во время полётов в космос — это потеря костной массы из-за микрогравитации, которая приводит к накоплению кальция в моче. В Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе пришли к выводу, что способ, которым почки перерабатывают соли, коренным образом менялся во время космического полёта, что и стало, по-видимому, главной причиной возникновения камней.

А ещё учёные сделали вывод, способный поколебать уверенность тех, кто планирует трёхлетний полёт на Марс, туда и обратно. Почки мышей после условного воздействия ГКЛ в течение 2,5 лет были повреждены необратимо, с утратой функции.

Соавтор исследования Кит Сью сказал, что космонавт, теоретически, выдержит путь до Марса, но ему наверняка потребуется на обратном пути диализ. Так называют медицинскую процедуру фильтрации крови для удаления лишних веществ и токсинов из организма, когда перестают служить почки. Кит Сью добавил, что они далеко не сразу выдают признаки поражения радиацией. А когда симптомы становятся очевидными, вероятно, эти органы уже отказали окончательно. В общем, одни только проблемы с почками могут иметь катастрофические последствия для попыток людей посетить Марс.

Авторы неутешительной научной статьи добавили, что преграды для полёта на Марс потребуют серьёзных решений. (Наверное, это если упорствовать относительно отправки на Красную планету именно людей, а не роботов-заместителей).

Соавтор научного проекта профессор Стивен Уолш сказал, что почки не получится укрыть от галактической радиации с помощью неких экранов. Так что понадобятся пока неведомые технологические или лекарственные меры, которые могли бы сделать реальными длительные космические путешествия.

Заниматься этой проблематикой в любом случае нужно, так как спасительные средства для космонавтов необходимы и на Земле. Так, «космическая защита» помогла бы онкологическим больным легче выдерживать повышенные дозы лучевой терапии.