¿Sobrevivirían los riñones de los astronautas a un viaje de ida y vuelta a Marte?
La estructura y la función de los riñones se ven alteradas por los vuelos espaciales, ya que la radiación galáctica causa daños permanentes en estos órganos filtradores que pondrían en peligro cualquier misión a Marte, según se desprende de un nuevo estudio.
Por la University College de Londres
La salud de los riñones podría peligrar en un viaje a Marte. Imagen generada con DALL-E
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, es el mayor análisis de la salud renal en vuelos espaciales realizado hasta la fecha e incluye el primer conjunto de datos de salud para astronautas comerciales, esto es, la tripulación de una nave espacial financiada con fondos privados. El trabajo forma parte de una colección especial de artículos de la revista Nature sobre el espacio y la salud.
Los médicos espaciales saben que los vuelos al espacio causan ciertos problemas de salud desde los años setenta del siglo pasado, sobre todo en los años posteriores a que los seres humanos viajaran por primera vez más allá del campo magnético de la Tierra y después de que la misión estadounidense Apolo colocara a los primeros astronautas en la superficie de la Luna, el 20 de julio de 1969. Estos problemas incluyen pérdida de masa ósea, debilitamiento del corazón y la vista, y desarrollo de cálculos renales.
Se cree que muchos de estos problemas tienen su origen en la exposición a la radiación espacial, como los vientos solares procedentes del Sol y la radiación cósmica galáctica (GCR) del espacio profundo, de la que nos protege el campo magnético terrestre en la Tierra.
Nadie ha estudiado qué cambios podrían producirse en los riñones y otros órganos como consecuencia de las condiciones que se experimentarían durante los viajes espaciales más allá del campo magnético de la Tierra y durante largos periodos de tiempo.
Dado que la mayoría de los vuelos espaciales tripulados tienen lugar en órbita terrestre baja (LEO) —órbita alrededor de la Tierra entre la atmósfera y el cinturón de radiación de Van Allen— y reciben una protección parcial del campo magnético de la Tierra, solo las veinticuatro personas que han viajado a la Luna han estado expuestas a la GCR sin paliativos y únicamente durante un breve periodo de tiempo de entre seis y doce días.
Nadie ha estudiado qué cambios podrían producirse en los riñones y otros órganos como consecuencia de las condiciones que se experimentarían durante los viajes espaciales más allá del campo magnético de la Tierra durante periodos más largos.
En este estudio financiado por Wellcome, St Peters Trust y el Kidney Research UK (KRUK), un equipo de investigadores dirigido por la University College de Londres (UCL) y procedente de más de cuarenta instituciones de los cinco continentes llevó a cabo una serie de experimentos y análisis para investigar cómo responden los riñones a los vuelos espaciales.
Para ello se realizaron evaluaciones biomoleculares, fisiológicas y anatómicas a partir de datos y muestras de una veintena de cohortes de estudio. Entre ellas, muestras de más de cuarenta misiones espaciales en órbita terrestre baja con seres humanos y ratones, la mayoría de ellas a la Estación Espacial Internacional, así como once simulaciones espaciales con ratones y ratas.
Siete de estas simulaciones incluyeron ratones expuestos a dosis simuladas de GCR equivalentes a las que recibiría una misión a Marte de 1,5 y 2,5 años, e imitando el vuelo espacial más allá del campo magnético terrestre.
Los resultados de la investigación indicaron que tanto los riñones humanos como los de los animales aparecen remodelados por las condiciones en el espacio, con túbulos renales específicos, responsables de ajustar el equilibrio de calcio y sal, que muestran signos de contracción después de menos de un mes en el espacio.
Recordemos que la estructura del riñón es compleja y está diseñada para llevar a cabo sus funciones principales de filtración de sangre, eliminación de desechos y regulación del equilibrio de electrolitos y agua. En su estructura básica destacan la corteza renal, que es la capa externa del riñón donde se inicia la filtración de la sangre y contiene los glomérulos y la mayor parte de los túbulos renales.; seguida de la médula renal, la capa interna del riñón. Esta está compuesta por las pirámides renales, que son estructuras cónicas que contienen los túbulos y conductos colectores.
El culpable podría ser la microgravedad y no la la radiación cósmica galáctica.
La llamada pelvis renal es una cavidad central que recoge la orina producida y la canaliza hacia el uréter. La pelvis renal se conecta con las papilas renales que son las puntas de las pirámides renales. Por último cabe destacar los cálices renales, estructuras en forma de copa que rodean las papilas renales y recogen la orina que drena de las pirámides renales, para dirigirla hacia la pelvis renal; y el nefrón, la unidad funcional del riñón que consta de varias partes y que es responsable de la formación de la orina.
Pues bien, los investigadores dicen que la causa probable de la contracción de los túbulos renales es la microgravedad y no la GCR, aunque se requiere más investigación para determinar si la interacción de la microgravedad y la radiación cósmica galáctica puede acelerar o empeorar estos cambios estructurales.
Anteriormente se suponía que la razón principal por la que se desarrollan cálculos renales durante las misiones espaciales se debía únicamente a la pérdida ósea inducida por la microgravedad que conduce a una acumulación de calcio en la orina. Más bien, los hallazgos del equipo de la UCL indican que la forma en que los riñones procesan las sales se ve fundamentalmente alterada por los vuelos espaciales y probablemente sea un contribuyente destacado en la formación de cálculos renales.
Lesiones permanenetes en los riñones de los roedores sometidos a las condiciones de un viaje a Marte.
Quizás el hallazgo más alarmante, al menos para cualquier astronauta que esté considerando un viaje de ida y vuelta de tres años a Marte, es que los riñones de los ratones expuestos a la radiación que simula la GCR durante 2,5 años experimentaron daños permanentes y pérdida de función.
"Sabemos lo que les ha sucedido a los astronautas en las misiones espaciales relativamente cortas realizadas hasta ahora, en términos de un aumento en los problemas de salud como son los cálculos renales — dice el doctor Keith Siew, primer autor del estudio del Centro Tubular de Londres, con sede en el Departamento de Medicina Renal de la UCL.. Y añade—: Lo que no sabemos es por qué ocurren estos problemas, ni qué va a pasar con los astronautas que realicen vuelos más largos, como la misión propuesta a Marte”.
"Si no desarrollamos nuevas formas de proteger los riñones, yo diría que, aunque un astronauta pudiera llegar a Marte, podría necesitar diálisis a la vuelta”, afirma el doctor Keith Siew, del Centro Tubular de Londres. Imagen generada con DALL-E
"Si no desarrollamos nuevas formas de proteger los riñones, yo diría que, aunque un astronauta pudiera llegar a Marte, podría necesitar diálisis a la vuelta —afirma Siew. Y continúa—: Sabemos que los riñones tardan en mostrar signos de daño por radiación; para cuando esto se haga evidente probablemente será demasiado tarde para evitar el fallo, lo que sería catastrófico para las posibilidades de éxito de la misión".
Hay que desarrollar medidas tecnológicas o farmacéuticas que faciliten los viajes espaciales prolongados.
Los autores del trabajo afirman que, aunque los resultados identifican serios obstáculos para una misión a Marte, es necesario reconocer los problemas antes de poder desarrollar soluciones.
"Nuestro estudio pone de relieve el hecho de que si se planea una misión espacial, los riñones son realmente importantes— comenta Stephen B. Walsh, autor principal del estudio y profesor del Departamento de Medicina Renal de la UCL. Y añade—: No es posible protegerlos de la radiación galáctica con un escudo, pero a medida que conozcamos mejor la biología renal quizá sea posible desarrollar medidas tecnológicas o farmacéuticas que faciliten los viajes espaciales prolongados".
Cualquier fármaco desarrollado para los astronautas también puede ser beneficioso aquí en la Tierra, por ejemplo, al permitir que los riñones de los pacientes con cáncer toleren dosis más altas de radioterapia, ya que los riñones son uno de los factores limitantes en este sentido", explica Walsh.
Aunque el estudio solo describe lo que sucede con los riñones hasta los dos años y medio, es el dato más completo disponible por el momento. ◾️
Información facilitada por la University College de Londres -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Siew, K., Nestler, K.A., Nelson, C. et al. Cosmic kidney disease: an integrated pan-omic, physiological and morphological study into spaceflight-induced renal dysfunction. Nature Communications (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-49212-1
