Kosmiczne kamienie

W poszukiwaniu potencjalnych zagrożeń, na jakie narażeni będą ludzie podczas długich misji marsjańskich, naukowcy zwracają uwagę na każdy szczegół – tym razem zajęli się kamieniami, które tworzą się w zaskakująco szybkim tempie w nerkach astronautów.

Gdy nerki nie pracują prawidłowo, może dochodzić do tworzenia się w drogach moczowych złogów – tzw. kamieni nerkowych. Badacze wysunęli hipotezę, że astronauci są podatni na powstawanie kamieni nerkowych, ponieważ w warunkach mikrograwitacji ich kości ulegają szybszej degradacji, co podwyższa poziom wapnia we krwi. Jednak zaskakująco duża częstość pojawiania się kamieni nerkowych u kosmicznych podróżników wiele lat po ich powrocie na Ziemię może świadczyć, że w grę wchodzą również inne czynniki.

Aby to zweryfikować, autorzy pracy opublikowanej ostatnio w „Nature Communications” zbadali, w jaki sposób mikrograwitacja i promieniowanie kosmiczne wpływają na ten ważny narząd – w szczególności na działanie kanalików nerkowych. Zespół przeanalizował dane dotyczące astronautów przebywających w przestrzeni kosmicznej oraz gryzoni przebywających zarówno w kosmosie, jak i na Ziemi – istoty żywe w kosmosie doświadczają łącznego wpływu mikrograwitacji i promieniowania; eksperymenty naziemne pozwoliły naukowcom wyodrębnić skutki każdego z tych czynników.

Nerki odznaczają się szczególną zdolnością adaptacji – lecz może to działać na ich niekorzyść. Gdy mikrograwitacja zmienia rozmieszczenie płynów ustrojowych w organizmie, kanaliki nerkowe mają tendencję do kurczenia się, co utrudnia zdolność narządu do prawidłowej filtracji, zwiększając ryzyko wystąpienia kamieni nerkowych i innych problemów zdrowotnych. Dodatkowo obkurczone kanaliki są wrażliwsze na wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne. „Nakładają się dwa szkodliwe oddziaływania – mikrograwitacji i promieniowania” – mówi główny autor badania Keith Siew, nefrolog z University College London.

Skutki mikrograwitacji mogą być odwracalne i ustąpić po powrocie na Ziemię, gorzej jest z promieniowaniem, mówi Evagelia Laiakis, specjalistka w zakresie radioterapii na Georgetown University. „Uszkodzeniu ulegają DNA, białka i organelle” i przypuszczalnie trwale. Poza ochronną warstwą atmosfery ziemskiej wysokoenergetyczny strumień cząstek bombarduje i niszczy mitochondria wytwarzające energię, jednocześnie zakłócając kluczowe procesy produkcji białek. A deformacja kanalików wywołana mikrograwitacją może usztywnić główne naczynia krwionośne, zwiększając ich podatność na wywołane promieniowaniem stany zapalne i uszkodzenia tkanek.

Siew uważa, że te przygnębiające wyniki mogą nawet nie doszacowywać ryzyka uszkodzenia nerek u astronautów. Jak dodaje, pilnie potrzebne są dalsze badania nad tym, jak wzmocnić osłony statków kosmicznych blokujące promieniowanie.

„To przełomowe odkrycia” – mówi Matthew Bailey, fizjolog nerek z University of Edinburgh. Wyniki mogą pomóc w naświetleniu mechanizmów chorób nerek w warunkach ziemskich i wypracowaniu skuteczniejszych sposobów ochrony narządów wewnętrznych przed promieniowaniem – pomagając udoskonalić radioterapię antynowotworową.

„Jesteśmy niestrudzonymi odkrywcami; nie ulega żadnej wątpliwości, że kiedyś polecimy na Marsa – dodaje Bailey. – Jednak większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, że wpierw trzeba przeprowadzić badania medyczne, które to umożliwią”.