وأظهرت النتائج أن الكلى البشرية والحيوانية تخضع لعملية "إعادة تشكيل" بسبب الظروف الموجودة في الفضاء، حيث تظهر على أنابيب الكلى المحددة المسؤولة عن معايرة توازن الكالسيوم والملح علامات الانكماش بعد أقل من شهر في الفضاء.
وجدت دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة كوليدج لندن (UCL) أن بنية ووظيفة الكلى تتغير أثناء رحلات الفضاء، عندما يسبب الإشعاع المجري ضررًا دائمًا من شأنه أن يعرض أي مهمة إلى المريخ للخطر.
تُعد الدراسة، التي نُشرت في مجلة Nature Communications، أكبر تحليل لصحة الكلى في رحلات الفضاء حتى الآن، وتتضمن أيضًا أول قاعدة بيانات صحية لرواد الفضاء من رحلات الفضاء التجارية. تم نشره كجزء من مجموعة خاصة من الأبحاث في مجلة Nature حول الفضاء والصحة.
لقد عرف الباحثون، منذ سبعينيات القرن الماضي، بعد أن تجاوز الإنسان المجال المغناطيسي للأرض لأول مرة، وخاصة عند الهبوط على سطح القمر، أن الرحلات الفضائية تسبب مشاكل صحية معينة. وتشمل هذه المشاكل فقدان كتلة العظام، وضعف القلب والرؤية، وتطور حصوات الكلى.
تنبع العديد من هذه المشاكل من التعرض للإشعاع الفضائي، مثل الرياح الشمسية والأشعة الكونية المجرية (GCR) القادمة من الفضاء السحيق، والتي يحمينا منها المجال المغناطيسي للأرض على سطح الأرض. عندما تتم معظم الرحلات الفضائية المأهولة في مدار أرضي منخفض (LEO) وتتلقى حماية جزئية من المجال المغناطيسي للأرض، فإن الأشخاص الـ 24 الذين سافروا إلى القمر فقط تعرضوا لإشعاع GCR القوي ولفترة قصيرة فقط (6-12 يومًا) ).
لم يدرس أحد التغيرات التي تحدث في الكلى والأعضاء الأخرى نتيجة للظروف التي ستنشأ أثناء الرحلات الفضائية خارج تأثير المجال المغناطيسي للأرض على مدى فترات زمنية طويلة.
في بحث ممول من مؤسسة Wellcome Trust and Kidney Research UK (KRUK)، أجرى فريق من الباحثين بقيادة UCL من 40 مؤسسة، من خمس قارات، سلسلة من التجارب والتحليلات للتحقيق في كيفية استجابة الكلى لرحلات الفضاء.
وتضمنت التجربة تقييمات جزيئية حيوية وفسيولوجية وتشريحية باستخدام بيانات وعينات من 20 مجموعة بحثية. وتضمنت الدراسة عينات من أكثر من 40 مهمة فضائية في مدار أرضي منخفض - بشر وفئران، معظمها إلى محطة الفضاء الدولية، بالإضافة إلى 11 محاكاة فضائية في نموذج الفئران والجرذان.
تضمنت سبع من عمليات المحاكاة هذه فئرانًا تم تعريضها لجرعات محاكاة من GCR تعادل مهمات مدتها 1.5 و2.5 سنة إلى المريخ، لمحاكاة رحلات الفضاء عبر المجال المغناطيسي للأرض.
وأظهرت النتائج أن كلى الإنسان والحيوان تخضع لعملية "إعادة تشكيل" بسبب الظروف الموجودة في الفضاء، حيث تظهر الأنابيب الكلوية المحددة المسؤولة عن معايرة توازن الكالسيوم والملح علامات الانكماش بعد أقل من شهر في الفضاء. ويقول الباحثون إن السبب المحتمل لذلك هو انعدام الجاذبية وليس GCR، على الرغم من أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان التفاعل بين انعدام الجاذبية وGCR يمكن أن يسرع أو يؤدي إلى تفاقم هذه التغييرات الهيكلية.
وكان يُعتقد سابقاً أن السبب الرئيسي لتشكل حصوات الكلى أثناء المهمات الفضائية هو فقدان كتلة العظام بسبب قلة الجاذبية، مما يؤدي إلى تراكم الكالسيوم في البول. وبدلاً من ذلك، أشارت النتائج التي توصل إليها فريق UCL إلى أن الطريقة التي تعالج بها الكلى الأملاح تتغير بشكل أساسي بسبب رحلات الفضاء ومن المرجح أن تكون سببًا رئيسيًا لتكوين حصوات الكلى.
على سبيل المثال، فإن قضاء عام في محطة الفضاء الدولية يعرض رواد الفضاء لجرعة إشعاعية أعلى بنسبة 50% من الحد الأقصى المسموح به للعاملين في مجال الطاقة النووية وهو خمس سنوات. وقد عرّضت المهمة الفضائية الخاصة Inspiration 4، التي حلقت على ارتفاع 200 كيلومتر فوق محطة الفضاء الدولية، طاقمها إلى ما يعادل إقامة تسعة أشهر في المحطة الفضائية في ثلاثة أيام فقط على سطح المريخ تعريض رائد الفضاء لنفس الإشعاع الذي تعرض له شاهد عيان على القنبلة الذرية في هيروشيما، وتقدر مهمة العودة إلى المريخ لمدة ثلاث سنوات بستة أضعاف (أو حوالي 11 ألف صورة). الأشعة السينية).
ولعل النتيجة الأكثر إثارة للقلق، على الأقل بالنسبة لأي رائد فضاء يفكر في رحلة ذهابًا وإيابًا مدتها ثلاث سنوات إلى المريخ، هي أن كلى الفئران التي تعرضت للإشعاع المحاكاة لـ GCR لمدة عامين ونصف تعرضت لضرر دائم وفقدان الوظيفة.
قال الدكتور كيث سيو، المؤلف الرئيسي للدراسة من مركز Tubular (لا يبدو الأمر جيدًا. قد يكون من الأفضل الاحتفاظ بالاسم الإنجليزي الأصلي لمعهد الأبحاث) في لندن، كلية طب الكلى بجامعة كاليفورنيا: "نحن نعلم ما حدث لرواد الفضاء في المهمات لم يقطع حتى الآن سوى مساحة قصيرة نسبيا، من حيث زيادة المشاكل الصحية مثل حصوات الكلى. ما لا نعرفه هو سبب حدوث هذه المشاكل، ولا ماذا سيحدث لرواد الفضاء في الرحلات الطويلة مثل المهمة المقترحة إلى المريخ.
"إذا لم نطور طرقًا جديدة لحماية الكلى، أود أن أقول إن رائد الفضاء الذي طار إلى المريخ قد يحتاج إلى غسيل الكلى في طريق العودة. نحن نعلم أن الكلى تكون بطيئة في إظهار علامات الضرر الإشعاعي؛ بحلول الوقت الذي يتم فيه ذلك، "عندما تصبح واضحة (العلامات تصبح واضحة أو العلامات واضحة)، ربما يكون قد فات الأوان لتجنب الفشل (الفشل الكلوي)، الأمر الذي سيكون كارثيا على فرص نجاح المهمة".
يقول المؤلفون إنه في حين أن النتائج تحدد عقبات خطيرة أمام مهمة إلى المريخ، إلا أنه يجب تحديد المشكلات قبل تطوير الحلول.
البروفيسور ستيفن ب. وقال والش، المؤلف الرئيسي للدراسة من كلية أمراض الكلى بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: "بحثنا يسلط الضوء على حقيقة أنه إذا كنت تخطط لمهمة إلى الفضاء، فإن الكلى مهمة حقًا. لا يمكنك حمايتهم من الإشعاع المجري باستخدام الدروع الواقية". ولكن كلما تعلمنا أكثر عن بيولوجيا الكلى، قد يكون من الممكن تطوير تدابير تكنولوجية أو دوائية لتسهيل رحلات الفضاء الطويلة.
"إن أي دواء يتم تطويره لرواد الفضاء قد يكون مفيدًا أيضًا هنا على الأرض، على سبيل المثال من خلال السماح لكلى مرضى السرطان بتلقي جرعات أعلى من العلاج الإشعاعي، حيث تعد الكلى أحد العوامل المقيدة في هذا الصدد".
على الرغم من أن الدراسة تصف فقط ما يحدث للكلى على مدى فترة تصل إلى 2.5 سنة، إلا أن هذه هي البيانات الأكثر شمولاً المتوفرة حاليًا.
العلامات: الكلى، رواد الفضاء، المريخ، رحلات الفضاء، الإشعاع المجري، صحة الكلى، البحوث الطبية، UCL، اتصالات الطبيعة، حصوات الكلى، انعدام الجاذبية، البعثات الفضائية، صحة رواد الفضاء، إشعاع GCR، مدار أرضي منخفض (LEO)، محطة محطة الفضاء الدولية (محطة الفضاء الدولية)، تلف الكلى، الرحلة إلى المريخ، وظائف الكلى، المؤسسة الوطنية للعلوم، الآثار الصحية، الصحة في الفضاء.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الردود 2
(لا يبدو الأمر جيدًا. قد يكون من الأفضل ترك الاسم الإنجليزي الأصلي لمعهد الأبحاث). إذا وضعت تعليقاتك بين قوسين آخرين، فسيكون من الأسهل عليك العثور عليها قبل تحميل المقال/المقالة وحذفها على الأقل.
مثير جدا. كلما قرأت أكثر عن هذا الموضوع، كلما زاد ميلي إلى الاعتقاد بأن أول مهمة مأهولة إلى المريخ ستكون في الأساس مهمة انتحارية لرواد الفضاء الذين سيشرفون عليها.