התוצאות הראו שהן כליות בני האדם והן כליות בעלי-החיים עוברות “עיצוב מחדש” על-ידי התנאים בחלל, כאשר צינוריות כליה ספציפיות האחראיות לכיול איזון הסידן והמלח מציגות סימני כיווץ לאחר פחות מחודש בחלל
מחקר חדש בהובלת חוקרים מיוניברסיטי קולג’ לונדון (UCL) מצא כי המבנה והתפקוד של הכליות משתנים במהלך טיסה לחלל, כאשר קרינת גלקטית גורמת לנזק קבוע שיסכן כל משימה למאדים.
המחקר, שפורסם ב-Nature Communications, הוא הניתוח הגדול ביותר של בריאות הכליות בטיסה לחלל עד כה, והוא כולל גם את מאגר הנתונים הבריאותי הראשון של אסטרונאוטים מטיסות חלל מסחריות. הוא פורסם כחלק מאוסף מיוחד של מאמרים ב-Nature על חלל ובריאות.
חוקרים יודעים, מאז שנות ה-70, לאחר שבני אדם יצאו לראשונה מעבר לשדה המגנטי של כדור-הארץ, ובעיקר בנחיתה על הירח, שטיסות לחלל גורמות לבעיות בריאותיות מסוימות. בעיות אלו כוללות אובדן מסת עצם, החלשת הלב והראייה, והתפתחות אבנים בכליות.
רבות מהבעיות הללו נובעות מחשיפה לקרינת חלל, כמו רוח השמש וקרינה קוסמית גלקטית (GCR) מהחלל העמוק, שהשדה המגנטי של כדור-הארץ מגן עלינו מפניהן על-פני כדור-הארץ. כשרוב הטיסות המאוישות לחלל מתקיימות במסלול נמוך סביב כדור-הארץ (LEO) ומקבלות הגנה חלקית מהשדה המגנטי של כדור הארץ, רק 24 האנשים שטסו לירח נחשפו לקרינת GCR עוצמתית ורק לזמן קצר (6-12 ימים).
אף אחד לא חקר את השינויים שמתרחשים בכליות ובאיברים אחרים כתוצאה מהתנאים שייווצרו במהלך טיסות חלל מעבר להשפעת השדה המגנטי של כדור-הארץ לאורך תקופות זמן ארוכות.
במחקר הממומן על-ידי וולקאם טראסט ו-Kidney Research UK (KRUK), ביצע צוות חוקרים בהובלת UCL מ-40 מוסדות, מחמש יבשות, סדרת ניסויים וניתוחים כדי לחקור כיצד הכליות מגיבות לטיסת חלל.
הניסוי כלל הערכות ביומולקולריות, פיזיולוגיות ואנטומיות תוך שימוש בנתונים ודגימות מ-20 קבוצות מחקר. המחקר כלל דגימות מיותר מ-40 משימות חלל במסלול נמוך סביב כדור הארץ – בני אדם ועכברים, רובן לתחנת החלל הבינלאומית, וכן 11 סימולציות חלל במודל של עכברים וחולדות.
שבע מהסימולציות הללו כללו עכברים שנחשפו למינונים מדומים של GCR השווים למשימות למאדים של 1.5 ו-2.5 שנים, המדמות טיסות חלל מעבר לשדה המגנטי של כדור הארץ.
התוצאות הראו שהן כליות בני האדם והן כליות בעלי-החיים עוברות “עיצוב מחדש” על-ידי התנאים בחלל, כאשר צינוריות כליה ספציפיות האחראיות לכיול איזון הסידן והמלח מציגות סימני כיווץ לאחר פחות מחודש בחלל. החוקרים אומרים כי הסיבה הסבירה לכך היא חוסר כבידה ולא GCR, אם כי נדרש מחקר נוסף כדי לקבוע אם האינטראקציה בין חוסר כבידה ו-GCR יכולה להאיץ או להחמיר שינויים מבניים אלו.
קודם לכן סברו שהסיבה העיקרית להיווצרות אבני כליה במהלך משימות חלל הייתה אובדן מסת עצם הנגרם מחוסר כבידה שמוביל להצטברות סידן בשתן. במקום זאת, ממצאי צוות UCL הצביעו על כך שהאופן שבו הכליות מעבדות מלחים משתנה באופן בסיסי על-ידי טיסת חלל וסביר להניח שהוא גורם עיקרי להיווצרות אבני כליה.
שנה בתחנת החלל הבינלאומית לדוגמה, חושפת אסטרונאוטים למינון קרינה הגבוה ב-50% מהמגבלה החמש-שנתית לעובדי אנרגיה גרעינית. משימת החלל הפרטית Inspiration 4, שטסה בגובה של 200 ק”מ מעל תחנת החלל הבינלאומית חשפה את צוותה למידת קרינה ששווה לשהות של תשעה חודשים בתחנת החלל בתוך שלושה ימים בלבד. שנה על-פני השטח של מאדים תחשוף את האסטרונאוט לקרינה זהה לזו של עד ראייה לפצצת האטום בהירושימה, ומשימה של שלוש שנים חזרה למאדים מוערכת להיות פי שישה מזה (או כ-11 אלף צילומי רנטגן).
אולי הממצא המדאיג ביותר, לפחות עבור כל אסטרונאוט השוקל מסע הלוך ושוב למאדים שנמשך שלוש שנים, הוא שהכליות של עכברים שנחשפו לקרינה המדמה GCR למשך 2.5 שנים חוו נזק קבוע ואובדן תפקוד.
ד”ר קית’ סיו, המחבר הראשי של המחקר מהמרכז הצינורי (זה לא נשמע טוב. אולי עדיף להשאיר את השם המקורי באנגלית של מכון המחקר) של לונדון, מבית הספר לרפואה כלייתית ב-UCL, אמר: “אנחנו יודעים מה קרה לאסטרונאוטים במשימות חלל יחסית קצרות שנעשו עד כה, במונחים של עלייה בבעיות בריאות כמו אבנים בכליות. מה שאנחנו לא יודעים זה למה הבעיות הללו מתרחשות, ולא מה יקרה לאסטרונאוטים בטיסות ארוכות יותר כמו המשימה המוצעת למאדים.
“אם לא נפתח דרכים חדשות להגן על הכליות, הייתי אומר שאסטרונאוט הטס למאדים עשוי להזדקק לדיאליזה בדרך חזרה. אנחנו יודעים שהכליות מאחרות להציג סימני נזק קרינה; כאשר זה הופך להיות ברור (הסימנים הופכים להיות ברורים או הסימנים ניכרים לעין), זה כנראה מאוחר מדי כדי למנוע כישלון (כשל כלייתי), מה שיהיה קטסטרופלי עבור סיכויי ההצלחה של המשימה.”
הכותבים אומרים שעל אף שהתוצאות מזהות מכשולים רציניים למשימה למאדים, יש לזהות בעיות לפני שניתן לפתח פתרונות.
פרופ’ סטיבן ב. וולש, המחבר הראשי של המחקר מבית הספר לרפואת כליות ב-UCL, אמר: “המחקר שלנו מדגיש את העובדה שאם אתם מתכננים משימה לחלל, הכליות באמת חשובות. אתם לא יכולים להגן עליהן מקרינה גלקטית באמצעות מיגון, אך ככל שנלמד יותר על הביולוגיה של הכליות, ייתכן שיהיה אפשרי לפתח אמצעים טכנולוגיים או תרופתיים כדי להקל על טיסות חלל ממושכות.
“כל תרופה שתפותח עבור אסטרונאוטים עשויה להיות גם מועילה כאן על כדור-הארץ, לדוגמה על-ידי מתן אפשרות לכליות של חולי סרטן לקבל מינונים גבוהים יותר של רדיותרפיה, כאשר הכליות הן אחד מהגורמים המגבילים בהקשר זה.”
על אף שהמחקר מתאר רק מה קורה לכליות בטווח של עד 2.5 שנים, אלו הנתונים המקיפים ביותר הזמינים כרגע.
התגים: כליות, אסטרונאוטים, מאדים, טיסות חלל, קרינה גלקטית, בריאות הכליות, מחקר רפואי, UCL, Nature Communications, אבני כליה, חוסר כבידה, משימות חלל, בריאות אסטרונאוטים, קרינת GCR, מסלול נמוך סביב כדור הארץ (LEO), תחנת החלל הבינלאומית (ISS), נזק כלייתי, מסע למאדים, תפקוד הכליות, הקרן הלאומית למדע, השפעות בריאותיות, בריאות בחלל.
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
מעניין מאוד. ככל שאני קורא יותר על הנושא, אני נוטה להאמין שהמשימה המאויישת הראשונה למאדים תהיה בתכלס משימת התאבדות עבור האסטרונאוטים שיאיישו אותה.