宇宙飛行士の腎臓は火星への往復旅行に耐えられるでしょうか?

研究者らは、1969年の人類初の月面着陸として知られる人類初の地球磁場の外への旅行後の数年間、宇宙飛行が特定の健康上の問題を引き起こすことを1970年代から知っていた。これらの問題には、骨量の減少、心臓や視力の弱体化などが含まれる。 、腎臓結石の発生。

これらの問題の多くは、太陽風や深宇宙からの銀河宇宙放射線（GCR）などの宇宙放射線への曝露によって生じると考えられており、地球の磁場は地球上の私たちをそれらから守ってくれます。

ほとんどの有人宇宙飛行は地球低軌道 (LEO) で行われ、地球の磁場から部分的に保護されているため、月に旅行した 24 人だけが緩和されずに短時間 (6 ～ 12 人) だけ GCR にさらされました。日）。

地球の磁場を超えて長期間宇宙旅行をしている間に起こる症状の結果、腎臓や他の器官に起こり得る変化を研究した人は誰もいません。

この研究では、UCL主導の5大陸にわたる40以上の機関の研究者チームが、腎臓が宇宙飛行にどのように反応するかを調査するために一連の実験と分析を実施した。

20 の研究グループからのデータとサンプルを使用して、生体分子、生理学的、解剖学的評価が実施されました。これには、人間とマウスが関与する 40 件を超える低軌道宇宙ミッション (そのほとんどが国際宇宙ステーションへのもの) と、マウスが関与する 11 件の宇宙シミュレーションからのサンプルが含まれていました。

これらのシミュレーションのうち 7 件では、地球の磁場を超えた宇宙飛行を模倣した、火星への 1.5 年および 2.5 年のミッションに相当する模擬線量の GCR にラットが曝露されました。

その結果、ヒトと動物の腎臓はいずれも宇宙環境の条件によって「再形成」され、カルシウムと塩分のバランスの微調整を担う特定の尿細管が宇宙滞在1か月未満で収縮の兆候を示すことが示された。

研究者らは、この状況の原因はGCRではなく微重力である可能性が高いと述べているが、微小重力とGCRの相互作用がこれらの構造変化を加速または悪化させる可能性があるかどうかを判断するにはさらなる調査が必要である。

宇宙ミッション中に腎臓結石が発生する主な理由は、これまで、尿中のカルシウムの蓄積につながる微小重力によって引き起こされる骨量減少のみによるものと考えられていました。

むしろ、 UCLチームの研究結果は、腎臓が塩を処理する方法が宇宙飛行によって根本的に変化し、それが腎臓結石の形成の主な原因である可能性が高いことを示している。

おそらく、少なくとも火星への往復3年の旅を考えている宇宙飛行士にとって最も憂慮すべき発見は、 2年半にわたってGCRを模擬した放射線に曝露されたマウスの腎臓が永久的な損傷を受け、機能を喪失したということである。

著者らは、この結果は火星へのミッションに対する重大な障害を特定しているが、解決策を開発する前に問題を特定する必要があると述べている。

ニュース参照:
Siew, K.、Nestler, K.A.、Nelson, C. 他宇宙腎疾患: 宇宙飛行によって引き起こされる腎機能障害に関する統合された全世界的、生理学的および形態学的研究。ネイチャーコミュニケーションズ (2024)。