Czy nerki astronautów przetrwałyby podróż na Marsa?
Według nowego badania, nerki uległyby zmianie podczas długotrwałego lotu kosmicznego, a promieniowanie kosmiczne spowodowałoby ich trwałe uszkodzenie, które zagroziłyby misji na Marsa.
Wpływ długotrwałego przebywania w kosmosie na zdrowie
.Badanie przeprowadzone przez naukowców z University College London i opublikowane w Nature Communications, jest największą jak dotąd analizą, tego jak długotrwałe loty kosmiczne mogą wpłynąć na nerki. Wyniki są również cennymi wskazówkami wspływu podróży orbitalnych na zdrowie przyszłych kosmicznych turystów.
Naukowcy wiedzą, że loty kosmiczne powodują pewne problemy zdrowotne od lat siedemdziesiątych XX wieku. Zostały one zaobserwowane po pierwszych podróżach poza ziemskie pole magnetyczne, takich jak lądowanie na Księżycu w 1969 roku. Problemy te obejmują utratę masy kostnej, osłabienie serca i wzroku oraz rozwój kamieni nerkowych.
Badacze uważają, że wiele z nich wynika z narażenia na promieniowanie kosmiczne, takie jak wiatry słoneczne i galaktyczne promieniowanie kosmiczne (GCR) z głębokiej przestrzeni, przed którym na co dzień chroni nas ziemskie pole magnetyczne. Ponieważ większość załogowych lotów kosmicznych odbywa się na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) i otrzymuje częściową ochronę od magnetyzmu Ziemi, tylko 24 osoby, które podróżowały na Księżyc, były narażone na nielimitowane GCR i tylko przez krótki czas (od sześciu do 12 dni).
Nikt dotąd nie zbadał, jakie zmiany mogą zachodzić w nerkach i innych narządach w wyniku warunków, które wystąpiłyby podczas podróży kosmicznych poza ziemskim polem magnetycznym przez dłuższy czas.
Czy nerki astronautów przetrwałyby podróż na Marsa?
.W najnowszym badaniu, z University College London, przeprowadzili szereg eksperymentów i analiz w celu poznania tego, w jaki sposób nerki reagują na długotrwały lot kosmiczny.
Obejmowało to oceny biomolekularne, fizjologiczne i anatomiczne z wykorzystaniem danych i próbek z 20 kohort badawczych. Materiał pochodził z 40 misji kosmicznych na niskiej orbicie okołoziemskiej z udziałem ludzi i myszy, z których większość odbyła się na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), a także 11 symulacji z udziałem myszy i szczurów. Siedem z nich zakładało narażenie gryzoni na symulowane dawki GCR odpowiadające 1,5-rocznym i 2,5-letnim misjom marsjańskim, naśladującym lot kosmiczny poza ziemskie pole magnetyczne.
Wyniki wskazały, że zarówno ludzkie, jak i zwierzęce nerki są „przebudowywane” przez warunki panujące w przestrzeni kosmicznej, a określone kanaliki nerkowe odpowiedzialne za precyzyjne dostrojenie równowagi wapnia i soli wykazują oznaki kurczenia się po mniej niż miesiącu przebywania w kosmosie. Naukowcy twierdzą, że prawdopodobną przyczyną tego jest raczej mikrograwitacja niż GCR, choć konieczne są dalsze badania w celu ustalenia, czy interakcja mikrograwitacji i GCR może przyspieszyć lub pogorszyć te zmiany strukturalne.
Wcześniej naukowcy zakładali, że głównym powodem powstawania kamieni nerkowych podczas misji kosmicznych jest wyłącznie utrata masy kostnej spowodowana mikrograwitacją, która prowadzi do gromadzenia się wapnia w moczu. Nowe badanie wskazuje jednak na sposób, w jaki nerki przetwarzają sole, w czasie podróży.
Być może najbardziej niepokojącym odkryciem dotyczącym wpływu na zdrowie trzyletniej podróży na Marsa, jest to, że nerki myszy narażonych na symulowany wpływ galaktycznego promieniowania kosmicznego przez 2,5 roku doświadczyły trwałego uszkodzenia i utraty swoich funkcji.
„Wiemy, co stało się z astronautami podczas stosunkowo krótkich misji kosmicznych przeprowadzonych do tej pory, pod względem wzrostu problemów zdrowotnych, takich jak kamienie nerkowe. Nie wiemy jednak, dlaczego te problemy występują, ani co stanie się z nimi podczas dłuższych lotów, takich jak misja na Marsa. Jeśli nie opracujemy nowych sposobów ochrony narządów wewnętrznych, to astronauci dotrą na Marsa, ale może będą potrzebować dializy w drodze powrotnej. Wiemy, że nerki późno wykazują oznaki uszkodzenia radiacyjnego – zanim stanie się to widoczne, prawdopodobnie będzie już za późno, aby temu zapobiec, co byłoby katastrofalne dla szans powodzenia misji” – podsumowuje dr Keith Siew z University College London.
Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy
.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.
„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.
„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.
„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.
„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.
Oprac. EG
