为什么火星之旅可能以血液透析告终？

一项新的研究显示，宇航员在火星上长时间暴露于宇宙辐射和失重状态可能会导致永久性肾损伤。这是迄今为止关于太空飞行如何影响肾脏健康的最大规模分析。

最近，人类对火星的兴趣大增。红色星球已经成为人类探索的目标–如果你是埃隆-马斯克（Elon Musk），还可以定居火星–因为它是太阳系中除地球之外唯一一个我们知道可能存在生命的星球。

关于太空旅行对身体的影响，已经有很多研究。许多研究关注的是低地球轨道（LEO）太空飞行的影响，也有一些研究关注的是在地球保护磁场之外旅行对健康的负面影响，认为暴露于银河宇宙辐射（GCR）和失重或微重力是其中的诱因。

现在，在伦敦大学学院（UCL）领导的一项研究中，研究人员进行了一系列实验和分析，这是迄今为止规模最大的一次，研究肾脏如何应对更长时间的太空飞行，比如将我们送上火星的太空飞行。

美国国家航空航天局（NASA）将于 2020 年发射”毅力”号漫游车，作为其火星探测计划的一部分，该计划是对红色星球进行机器人探测的一项长期工作

伦敦大学洛杉矶分校肾脏医学研究员、该研究的第一作者和共同通讯作者基思-萧博士说：”我们知道宇航员在迄今为止执行的相对较短的太空任务中发生了什么，比如肾结石等健康问题增加了。我们不知道的是为什么会出现这些问题，而不是宇航员在更长时间的飞行中会发生什么，比如拟议中的火星任务。”

肾脏是人体不可或缺的（读作：维持生命）。肾脏通过尿液清除废物，平衡体液；调节血液中的酸、盐和矿物质，如钠、钙、钾和磷；释放调节血压的激素；产生活性维生素 D，促进骨骼强健；控制红细胞的生成。

只有 24 个登月者暴露在未受影响的 GCR 中，而且只暴露了相对较短的 6 到 12 天。因此，研究人员研究了来自 20 个研究队列的生理、解剖和生物分子数据，其中包括人类和小鼠执行的 40 多次低地轨道太空任务（大部分是在国际空间站（ISS））的样本，以及涉及大鼠和小鼠的 12 次太空模拟。在七次模拟中，小鼠暴露于相当于 1.5 年和 2.5 年火星任务的全球核辐射剂量，模拟了深空旅行。

从结构上看，人类和啮齿动物的肾脏似乎都因暴露在太空条件下而发生了”重塑”。在太空中呆了不到一个月，微调钙盐平衡的肾小管就出现了萎缩的迹象，研究人员说这可能是微重力造成的，而不是GCR。不过，还需要进一步的研究来证实这一点，或者GCR是否真的导致了这些结构变化。

2021 年 3 月，美国国家航空航天局（NASA）的毅力号漫游车首次驶过火星表面时拍摄的火星图像

以前的研究表明，宇航员肾结石的形成率异常高，其原因是微重力导致骨质流失，从而导致尿液中钙的积累。但本研究表明，太空飞行从根本上改变了肾脏处理盐分的方式，这很可能是形成肾结石的原因。最令人担忧的是，暴露于 2.5 年 GCR 的小鼠的肾脏出现了永久性的肾损伤和功能丧失。

萧说：”如果我们不开发保护肾脏的新方法，我想说，虽然宇航员可以到达火星，但在返回途中他们可能需要做血液透析。我们知道，肾脏很晚才会出现辐射损伤的迹象；当这种迹象变得明显时，可能已经来不及防止发展成衰竭了，这对任务的成功机会来说将是灾难性的。”

这项研究是迄今为止关于长达 2.5 年的太空旅行如何影响肾脏的最全面的数据，这与任何拟议中的火星旅行都息息相关。不过，研究人员说，现在还有时间来开发修复方法。

“我们的研究强调了一个事实：如果你计划执行太空任务，肾脏真的很重要，”该研究的共同通讯作者、英国伦敦大学肾脏医学系的斯蒂芬-沃尔什（Stephen B. Walsh）说。”无法通过屏蔽来保护它们免受银河系辐射的伤害，但随着我们对肾脏生物学的进一步了解，也许有可能开发出技术或药物措施来促进长时间的太空旅行。”

这项研究由英国航天局、惠康基金会、圣彼得斯基金会和英国肾脏研究中心（KRUK）资助，发表在《自然通讯》上。