La recherche montre que les vols spatiaux provoquent des modifications rénales importantes, augmentant les risques pour les missions de longue durée comme les voyages sur Mars. Crédit : Issues.fr.com
Une nouvelle étude met en évidence la façon dont les vols spatiaux modifient la fonction rénale, montrant des changements structurels et des dommages permanents potentiels dus à la microgravité et au rayonnement cosmique. Cela présente des risques pour les voyages spatiaux à long terme, tels que les missions vers Mars.
La structure et la fonction des reins sont altérées par les vols spatiaux, les rayonnements galactiques provoquant des dommages permanents qui mettraient en péril toute mission vers Mars. C’est ce que révèle une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’UCL.
L'étude, publiée aujourd'hui (11 juin) dans Communications naturelles, est la plus grande analyse de la santé rénale lors des vols spatiaux à ce jour et comprend le premier ensemble de données sur la santé des astronautes commerciaux. Il est publié dans le cadre d'un Nature collection spéciale d'articles sur l'espace et la santé.
Effets à long terme des voyages spatiaux sur la santé
Les chercheurs savent que les vols spatiaux provoquent certains problèmes de santé depuis les années 1970, dans les années qui ont suivi le premier voyage des humains au-delà du champ magnétique terrestre, notamment lors du premier alunissage en 1969. Ces problèmes incluent la perte de masse osseuse, l'affaiblissement du cœur et de la vue. , et développement de calculs rénaux.
On pense que bon nombre de ces problèmes proviennent de l'exposition aux rayonnements spatiaux, tels que les vents solaires du Soleil et le rayonnement cosmique galactique (GCR) de l'espace profond, contre lesquels le champ magnétique terrestre nous protège sur Terre.1. Comme la plupart des vols spatiaux habités se déroulent en orbite terrestre basse (LEO) et bénéficient d'une protection partielle contre le champ magnétique terrestre, seules les 24 personnes qui ont voyagé vers la Lune ont été exposées au GCR sans atténuation et seulement pendant une courte période (6 à 12 jours). ).
L'impact sur la fonction rénale
Personne n'a étudié quels changements pourraient se produire dans les reins et d'autres organes en raison des conditions qui seraient ressenties lors d'un voyage spatial au-delà du champ magnétique terrestre sur de longues périodes.
Dans cette étude financée par Wellcome, St Peters Trust et Kidney Research UK (KRUK), une équipe de chercheurs dirigée par l'UCL et provenant de plus de 40 institutions sur cinq continents a mené une série d'expériences et d'analyses pour étudier comment les reins réagissent au vol spatial.
La méthodologie et les résultats de l'étude
Cela comprenait des évaluations biomoléculaires, physiologiques et anatomiques utilisant des données et des échantillons provenant de 20 cohortes d’étude. Cela comprenait des échantillons provenant de plus de 40 missions spatiales en orbite terrestre basse impliquant des humains et des souris, dont la plupart concernaient le Station spatiale internationaleainsi que 11 simulations spatiales impliquant des souris et des rats.
Sept de ces simulations impliquaient des souris exposées à des doses simulées de GCR équivalentes à des missions sur Mars d'une durée de 1,5 et 2,5 ans, imitant un vol spatial au-delà du champ magnétique terrestre.
Implications pour les missions spatiales à long terme
Les résultats ont indiqué que les reins humains et animaux sont « remodelés » par les conditions spatiales, des tubules rénaux spécifiques responsables du réglage précis de l'équilibre en calcium et en sel montrant des signes de rétrécissement après moins d'un mois dans l'espace. Les chercheurs affirment que la cause probable de ce phénomène est la microgravité plutôt que le GCR, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour déterminer si l'interaction de la microgravité et du GCR peut accélérer ou aggraver ces changements structurels.
On pensait auparavant que la principale raison pour laquelle les calculs rénaux se développaient au cours des missions spatiales était uniquement due à la perte osseuse induite par la microgravité, qui entraîne une accumulation de calcium dans l'urine. Les découvertes de l'équipe de l'UCL ont plutôt indiqué que la façon dont les reins traitent les sels est fondamentalement modifiée par les vols spatiaux et est probablement l'un des principaux contributeurs à la formation de calculs rénaux.
L’énigme de la mission sur Mars
La découverte la plus alarmante peut-être, du moins pour tout astronaute envisageant un voyage aller-retour de trois ans vers Mars, est que les reins de souris exposées à des rayonnements simulant le GCR pendant 2,5 ans ont subi des dommages permanents et une perte de fonction.
Le Dr Keith Siew, premier auteur de l'étude du London Tubular Centre, basé au département de médecine rénale de l'UCL, a déclaré : « Nous savons ce qui est arrivé aux astronautes lors des missions spatiales relativement courtes menées jusqu'à présent, en termes d'augmentation dans des problèmes de santé tels que les calculs rénaux. Ce que nous ne savons pas, c'est pourquoi ces problèmes surviennent, ni ce qui va arriver aux astronautes lors de vols plus longs comme la mission proposée sur Mars.
« Si nous ne développons pas de nouveaux moyens de protéger les reins, je dirais que même si un astronaute peut se rendre sur Mars, il pourrait avoir besoin d'une dialyse au retour. Nous savons que les reins tardent à montrer des signes de dommages causés par les radiations ; Au moment où cela devient évident, il est probablement trop tard pour éviter un échec, ce qui serait catastrophique pour les chances de succès de la mission.»
Conclusions et orientations futures
Les auteurs affirment que même si les résultats identifient de sérieux obstacles à une mission sur Mars, il est nécessaire d'identifier les problèmes avant de pouvoir développer des solutions.
Le professeur Stephen B. Walsh, auteur principal de l'étude du London Tubular Centre, département de médecine rénale de l'UCL, a déclaré : « Notre étude met en évidence le fait que si vous planifiez une mission spatiale, les reins comptent vraiment. Vous ne pouvez pas les protéger des radiations galactiques en utilisant un blindage, mais à mesure que nous en apprendrons davantage sur la biologie rénale, il sera peut-être possible de développer des mesures technologiques ou pharmaceutiques pour faciliter les voyages spatiaux prolongés.
« Tous les médicaments développés pour les astronautes pourraient également être bénéfiques ici sur Terre, par exemple en permettant aux reins des patients atteints de cancer de tolérer des doses plus élevées de radiothérapie, les reins étant l'un des facteurs limitants à cet égard. »
Bien que l’étude ne décrive que ce qui arrive aux reins jusqu’à deux ans et demi, il s’agit des données les plus complètes disponibles à l’heure actuelle.
Remarques
- Une année passée à bord de la Station spatiale internationale (ISS), par exemple, expose les astronautes à une dose de rayonnement 50 % supérieure à la limite de dose de cinq ans pour les travailleurs du secteur nucléaire. La mission spatiale privée Inspiration 4, qui a survolé l'ISS à 200 km, a exposé son équipage à autant de radiations qu'un séjour de neuf mois sur l'ISS en seulement trois jours. Une année passée à la surface de Mars vous exposerait à autant de radiations qu’un témoin oculaire de la bombe atomique d’Hiroshima, et une mission de retour de trois ans sur Mars est estimée à six fois cela (soit environ 10 900 rayons X).
