在寻找人类在漫长的火星任务中可能面临的潜在危险时，科学家们不遗余力——包括在宇航员肾脏中以异常高频率出现的结石。
健康的肾脏过滤血液，平衡身体的水分、盐分和矿物质，并将废物以尿液形式排出。当这个过程出错时，痛苦的肾结石——由盐类和钙等物质形成的硬块——可能会在这个重要器官中形成。研究人员推测，宇航员容易患肾结石，是因为骨骼在微重力环境下退化得更快，导致血液中钙水平升高。但即使在太空旅行者返回地球多年后，这些结石的惊人发生频率也表明还有其他因素参与其中。
为了调查，近期发表在《自然·通讯》上的一项研究的作者，探索了微重力和银河宇宙射线如何影响肾功能——特别是肾脏中称为肾小管的部分，肾小管有助于维持健康的盐和矿物质水平。该团队分析了来自太空宇航员和地面及太空啮齿动物的数据：太空中的啮齿动物经历了微重力和辐射力的综合影响，而地面实验则让科学家们能够分离出每种影响的效果。
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肾脏具有非凡的反应性和适应性——但这些特性也可能对它们不利。当微重力改变身体内部液体的分布时，肾小管往往会萎缩；这种作用会阻碍器官正确过滤钙和盐的能力，增加肾结石和其他健康问题的风险。而萎缩的肾小管更容易受到高能宇宙射线的伤害。“微重力和银河辐射之间存在着一种不祥的联盟，”研究主要作者，伦敦大学学院的肾脏生理学家基思·西耶夫说。
微重力的影响在回到地球后可能是可逆的。但辐射“就像一个保龄球，你抓住它并扔向”身体细胞，乔治城大学的放射治疗研究员埃万杰利亚·莱亚基斯说。“你将损害DNA、蛋白质和细胞器”，可能造成永久性损伤。在地球保护性大气层之外，高能粒子流轰击并破坏产生能量的线粒体，同时扰乱关键的蛋白质生产过程。微重力引起的肾小管重塑可能会使重要的血管僵硬，增加它们对辐射引起的炎症和组织损伤的易感性。
西耶夫说，这些令人沮丧的结果可能甚至低估了对宇航员肾脏造成损害的风险。他补充说，迫切需要更多研究来加强旨在散射入射辐射的宇宙飞船屏蔽。
“这是一项门户研究，”爱丁堡大学的肾脏生理学家马修·贝利说。研究结果可能有助于阐明地球上的肾脏疾病机制，并且可能为更有效地保护器官免受辐射提供建议——从而扩大对抗癌症的放射治疗范围。
“我们是永不安分的探险家；毫无疑问，我们将前往[火星]，”贝利补充说。“但大多数人没有想到让这一切成为可能所需的健康研究。”