We weten al dat de ruimte geen vriendelijke plek is voor mensen om te bestaan. Er is geen lucht om in te ademen of drinkwater tenzij je het meeneemt, en het is ijskoud of heet, afhankelijk van waar je bent. Maar de effecten op ons lichaam gaan veel dieper dan die voor de hand liggende levensbedreigende problemen.
Uit tientallen jaren van ruimteverkenning hebben we gezien dat de botten van astronauten verzwakken en spieren falen als gevolg van het gebrek aan zwaartekracht, dat hun risico op kanker toeneemt als gevolg van ruimtestraling, en dat hun immuunsysteem wordt aangetast door de stress van ruimtevluchten. En deze problemen worden alleen maar erger naarmate je langer onderweg bent, wat een serieus probleem is bij het plannen van reizen naar verre bestemmingen zoals Mars.
Onderzoek door nefrologen van University College London (UCL), onlangs gepubliceerd in Natuur, identificeert een andere uitdaging waarmee we te maken zullen krijgen als we ons buiten de aarde begeven. Dit nieuwe werk laat zien dat langdurige ruimtevluchten de menselijke nieren permanent kunnen beschadigen, zozeer zelfs dat een astronaut die naar Mars gaat op de terugweg misschien zelfs dialyse nodig heeft.
“Voor zover wij weten heeft niemand gekeken naar de effecten van ruimtevluchten op de gezondheid van de nieren sinds het einde van de ruimtewedloop”, aldus hoofdauteur Keith Siew, onderzoeker niergeneeskunde aan de UCLA, namens hemzelf en collega’s. door Ben Walsh, een nefroloog bij dezelfde instelling.
“Wat ons misschien nog meer opviel, was dat we heel weinig konden vinden over de effecten van ruimtestraling op de nieren”, voegde hij eraan toe. In ziekenhuizen hier op aarde weten artsen uit eigen ervaring dat onze nieren behoorlijk gevoelig zijn voor straling. Sterker nog, ze zijn vaak een van de belangrijkste beperkende factoren in de mate waarin bestralingstherapie kan worden uitgevoerd bij een kankerpatiënt.
De nieren “spelen ook een centrale rol bij de vorming van nierstenen en botverlies, twee grote problemen die bij astronauten voorkomen”, legt Norio Suzuki uit, een medisch wetenschapper aan de Japanse Tohoku Universiteit die niet betrokken is bij het nieuwe onderzoek. Onze nieren zijn verantwoordelijk voor het reinigen van ons bloed en het reguleren van de hoeveelheid vocht in ons lichaam; Als ze niet goed genoeg werken of als er te veel vuil is om mee om te gaan, kun je nierstenen of andere kwalen krijgen. Het begrijpen van de effecten van de ruimtevaart op de nieren is van cruciaal belang “voor de ontwikkeling van preventieve geneeskunde voor toekomstige ruimtereizigers, en niet beperkt tot gezonde beroemdheden”, voegt Suzuki toe.
Om te begrijpen wat er gebeurt in de nieren van wezens die in de ruimte zijn geweest, keken Siew en collega’s naar biologische monsters van mensen, muizen en ratten die zich aan boord van het Internationale Ruimtestation bevonden voor verschillende experimenten, plus enkele van experimenten op aarde. blootgesteld aan stralingsdoses die vergelijkbaar zijn met die in het ISS. Met behulp van urine, uitwerpselen, bloed en zelfs stukjes van hun nieren (uiteraard niet van mensen) hebben onderzoekers verschillende grote veranderingen ontdekt die over de hele wereld plaatsvinden.
Om te beginnen merkten ze dat twee eiwitten in de nieren – die van invloed zijn op hoe goed ons lichaam calcium kan verwerken – in wezen worden uitgeschakeld tijdens ruimtevluchten. Ten tweede merkten ze enkele grote veranderingen op in een deel van de nier dat de distale ingewikkelde tubulus (DCT) wordt genoemd, het specifieke deel van het nefron dat feitelijk het filteren van de nier uitvoert, waar bekend om staat. Vooral de DCT is “verantwoordelijk voor het verfijnen van de calcium- en magnesiumhuishouding van het lichaam, maar is misschien het best bekend voor het reguleren van natrium en bloeddruk”, zegt Siew.
Medisch onderzoek op aarde heeft onlangs aangetoond dat DCT’s “eigenlijk ongelooflijk plastisch” zijn en “hun structuur binnen enkele weken kunnen veranderen”, voegt hij eraan toe. In de ruimte leek de DCT korter te worden – een fenomeen dat we ook waarnemen bij ongezonde organismen op aarde. Het lijkt erop dat astronauten niet alleen overtollig calcium verliezen door verzwakkende botten, maar dat ze het ook moeilijker hebben dan normaal om dat overtollige calcium in hun nieren kwijt te raken, wat kan leiden tot nierstenen.
Het is nog steeds niet duidelijk waarom deze veranderingen optreden, maar de auteurs veronderstellen dat veranderingen in de bloeddruk als gevolg van het gebrek aan zwaartekracht de nieren extra kunnen belasten. Straling is vrijwel zeker ook een groot probleem, aangezien muizen die werden blootgesteld aan doses die vergelijkbaar zijn met de ruimte, soortgelijke nierschade vertoonden als mensen die bestralingstherapie ondergingen, zoals kleine bloedstolsels in de haarvaten van de nieren. Ongeacht de oorzaak, de uitdagende omgeving van de ruimte verandert onze nieren duidelijk ten kwade.
“Het opmerkelijke is dat als iemand een nierremodellering ondergaat, het onwaarschijnlijk is dat hij zich anders zou voelen totdat hij op een dag een niersteen kreeg die door de urineleider schraapte of, erger nog, deze blokkeerde”, zegt Siew over de ervaring van de astronaut. “Het valt nog te bezien of de nierremodellering omkeerbaar is en op welke tijdschaal.”
Hoewel er meer onderzoek nodig is om de manieren waarop onze nieren in de ruimte veranderen volledig te begrijpen, hebben ze al een paar ideeën over hoe kosmische nierziekten kunnen worden bestreden. Eén duidelijk gebied voor verbetering is de stralingsbescherming – maar het ogenschijnlijk voor de hand liggende idee om een extra schild aan het ruimtestation toe te voegen zou eigenlijk meer kwaad dan goed kunnen doen als het wordt geconfronteerd met ultrasnelle deeltjes in kosmische straling. “Ik zie het graag als een kogel die door een groot stuk glas gaat, en terwijl de kogel je schouder raakt en echte schade aanricht, is al het gebroken glas dat op je neerregent wat je echt gaat snijden en mogelijk nog erger zal maken. levensbedreigend”, zegt Uziew.
Een alternatief is proberen een draagbare versie van het aardmagnetisch veld te creëren, dat ons op onze thuisplaneet beschermt, in een idee dat bekend staat als actieve afscherming. Medische onderzoekers onderzoeken ook medicijnen die kunnen helpen de extra stress tegen te gaan waarmee de nieren in de ruimte worden geconfronteerd, door oxidatie te bestrijden of door de mitochondriën in de cellen te helpen. Het lijkt erop dat eventuele menselijke missies naar Mars nog een levensreddende functie zullen hebben tijdens hun reizen.