Yeni bir çalışma, uzay uçuşunun böbrek fonksiyonunu nasıl değiştirdiğini, mikro yerçekimi ve kozmik radyasyon nedeniyle yapısal değişiklikleri ve potansiyel kalıcı hasarı gösterdiğini vurgulamaktadır. Bu, Mars görevleri gibi uzun vadeli uzay yolculukları için riskler oluşturur. Böbreklerin yapısı ve işlevi, uzay uçuşu ile değiştirilir ve galaktik radyasyon, Mars’a yapılacak herhangi bir görevi tehlikeye atacak kalıcı hasara neden olur.
Bu, UCL’den araştırmacılar tarafından yürütülen yeni bir araştırmaya göre. Nature Communications’da bugün (11 Haziran) yayınlanan çalışma, bugüne kadar uzay uçuşunda böbrek sağlığının en büyük analizidir ve ticari astronotlar için ilk sağlık veri setini içermektedir. Uzay ve sağlık üzerine Nature özel makale koleksiyonunun bir parçası olarak yayınlanmaktadır.
Uzay Yolculuğunun Uzun Vadeli Sağlık Etkileri
Araştırmacılar, uzay uçuşunun 1970’lerden bu yana, insanların Dünya’nın manyetik alanının ötesine ilk kez seyahat etmesinden sonraki yıllarda, en ünlüsü 1969’daki ilk ay inişi sırasında bazı sağlık sorunlarına neden olduğunu biliyorlar. Bu sorunlar arasında kemik kütlesi kaybı, kalbin ve görme yeteneğinin zayıflaması ve böbrek taşlarının gelişmesi yer alır.
Bu sorunların çoğunun, Güneş’ten gelen güneş rüzgarları ve derin uzaydan gelen Galaktik Kozmik Radyasyon (GCR) gibi uzay radyasyonuna maruz kalmaktan kaynaklandığı, Dünya’nın manyetik alanının bizi Dünya’dankoruduğu düşünülmektedir 1. İnsanlı uzay uçuşlarının çoğu Alçak Dünya yörüngesinde (LEO) gerçekleştiğinden ve Dünya’nın manyetik alanından kısmi koruma aldığından, Ay’a seyahat eden yalnızca 24 kişi sınırsız GCR’ye maruz kaldı ve sadece kısa bir süre için (6-12 gün).
Böbrek Fonksiyonu Üzerindeki Etkisi
Hiç kimse, Dünya’nın manyetik alanının ötesinde uzun süreler boyunca uzay yolculuğu sırasında yaşanacak koşulların bir sonucu olarak böbreklerde ve diğer organlarda ne gibi değişiklikler olabileceğini incelemedi. Wellcome, St Peters Trust ve Kidney Research UK (KRUK) tarafından finanse edilen bu çalışmada, beş kıtada 40’tan fazla kurumdan UCL liderliğindeki bir araştırma ekibi, böbreklerin uzay uçuşuna nasıl tepki verdiğini araştırmak için bir dizi deney ve analiz gerçekleştirdi.
Çalışmanın Metodolojisi ve Bulguları
Bu, 20 çalışma kohortundan alınan verileri ve örnekleri kullanan biyomoleküler, fizyolojik ve anatomik değerlendirmeleri içeriyordu. Bu, çoğu Uluslararası Uzay İstasyonu’na ait olan insanları ve fareleri içeren 40’tan fazla Alçak Dünya yörüngesi uzay görevinden örneklerin yanı sıra fareleri ve sıçanları içeren 11 uzay simülasyonunu içeriyordu. Bu simülasyonlardan yedisi, Dünya’nın manyetik alanının ötesindeki uzay uçuşunu taklit eden 1.5 yıllık ve 2.5 yıllık Mars Görevlerine eşdeğer simüle edilmiş GCR dozlarına maruz kalan fareleri içeriyordu.
Uzun Vadeli Uzay Görevleri için Çıkarımlar
Sonuçlar, hem insan hem de hayvan böbreklerinin uzaydaki koşullar tarafından ‘yeniden şekillendiğini’ ve kalsiyum ve tuz dengesinin ince ayarından sorumlu spesifik böbrek tübüllerinin uzayda bir aydan kısa bir süre sonra büzülme belirtileri gösterdiğini gösterdi. Araştırmacılar, bunun muhtemel nedeninin GCR’den ziyade mikro yerçekimi olduğunu söylüyorlar, ancak mikro yerçekimi ve GCR’nin etkileşiminin bu yapısal değişiklikleri hızlandırıp hızlandıramayacağını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç var.
Uzay görevleri sırasında böbrek taşlarının gelişmesinin birincil nedeninin, daha önce yalnızca idrarda kalsiyum birikmesine yol açan mikro yerçekimine bağlı kemik kaybından kaynaklandığı varsayılmıştı. Daha ziyade, UCL ekibinin bulguları, böbreklerin tuzları işleme şeklinin uzay uçuşu tarafından temelden değiştirildiğini ve muhtemelen böbrek taşı oluşumuna birincil katkıda bulunduğunu gösterdi.
Mars Görevi Bilmecesi
Belki de en endişe verici bulgu, en azından Mars’a üç yıllık bir gidiş-dönüş yolculuğu düşünen herhangi bir astronot için, 2,5 yıl boyunca GCR’yi simüle eden radyasyona maruz kalan farelerin böbreklerinin kalıcı hasar ve işlev kaybı yaşadığıdır.
UCL Böbrek Tıbbı Bölümü’nde bulunan Londra Tubular Merkezi’nden çalışmanın ilk yazarı Dr. Keith Siew şunları söyledi: “Şimdiye kadar yapılan nispeten kısa uzay görevlerinde astronotlara böbrek taşları gibi sağlık sorunlarındaki artış açısından ne olduğunu biliyoruz. Bilmediğimiz şey, bu sorunların neden ortaya çıktığı ya da Mars’a önerilen görev gibi daha uzun uçuşlarda astronotlara ne olacağı.
“Böbrekleri korumak için yeni yollar geliştirmezsek, bir astronot Mars’a gidebilirken, dönüş yolunda diyalize ihtiyaç duyabileceğini söyleyebilirim. Böbreklerin radyasyon hasarı belirtileri göstermekte geç kaldığını biliyoruz; Bu ortaya çıktığında, başarısızlığı önlemek için muhtemelen çok geç olacak, bu da görevin başarı şansı için felaket olacak.”
Sonuçlar ve Gelecekteki Yönler
Yazarlar, sonuçların bir Mars görevinin önündeki ciddi engelleri belirlemesine rağmen, çözümler geliştirilmeden önce sorunları tanımlamanın gerekli olduğunu söylüyorlar. UCL Böbrek Hastalıkları Bölümü, Londra Tubular Merkezi’nden çalışmanın kıdemli yazarı Profesör Stephen B. Walsh şunları söyledi: “Çalışmamız, bir uzay görevi planlıyorsanız, böbreklerin gerçekten önemli olduğu gerçeğini vurguluyor. Kalkan kullanarak onları galaktik radyasyondan koruyamazsınız, ancak böbrek biyolojisi hakkında daha fazla şey öğrendikçe, uzun süreli uzay yolculuğunu kolaylaştırmak için teknolojik veya farmasötik önlemler geliştirmek mümkün olabilir.
“Astronotlar için geliştirilen herhangi bir ilaç, örneğin kanser hastalarının böbreklerinin daha yüksek dozlarda radyoterapiyi tolere etmesini sağlayarak, böbreklerin bu konuda sınırlayıcı faktörlerden biri olması nedeniyle Dünya’da da faydalı olabilir.” Çalışma sadece iki buçuk yıla kadar böbreklere ne olduğunu açıklasa da, şu an için mevcut olan en kapsamlı veridir.
Notlar: Örneğin, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) bir yıl, astronotları nükleer enerji çalışanları için beş yıllık doz sınırından %50 daha yüksek bir radyasyon dozuna maruz bırakıyor. ISS’nin 200 km üzerinde uçan Inspiration 4 özel uzay görevi, mürettebatını sadece üç gün içinde ISS’de dokuz aylık bir görev kadar radyasyona maruz bıraktı. Mars yüzeyinde bir yıl sizi Hiroşima atom bombasının bir görgü tanığı kadar radyasyona maruz bırakacaktır ve Mars’a üç yıllık bir dönüş görevinin bunun altı katı (veya ~ 10.900 X-ışını) olduğu tahmin edilmektedir.
