Образование камней в почках в космосе
Образование и выход камней в почках во время космического полета потенциально могут представлять серьезную угрозу для здоровья и безопасности членов экипажа и могут повлиять на исход миссии. Хотя камни в почках регулярно и успешно лечатся на Земле, их появление во время космического полета может оказаться проблематичным. [1]
Причины и меры противодействия
[ редактировать ]Причины
[ редактировать ]
Несколько факторов способствуют образованию почечных камней в космосе. Изменения в питании, костный метаболизм, обезвоживание, повышенное потребление соли, а также уменьшение объема мочи и повышенная сатурация мочи — все это возможные причины образования камней в почках. [2] Было отмечено, что изменения биохимии мочи, вызванные космическим полетом, способствуют образованию камней. [1]
Другие возможные причины включают в себя:
- повышенный pH мочи
- История или предрасположенность к образованию камней
- стабильность питания в полете [3]
- консервирование продуктов с помощью соли
- количество бортового водоснабжения [4]
- ограниченные источники питания
- повышенное потребление животного белка
Наиболее частым камнем в почках является оксалат кальция , и он обычно возникает из-за поддающихся лечению метаболических нарушений, таких как гиперкальциурия (повышенный уровень кальция в моче). Эти камни вызывают боль при прохождении и закупорке и, как известно, рецидивируют. [2]
Камни из мочевой кислоты имеют сходные характеристики с камнями из оксалата кальция, но встречаются гораздо реже (приблизительно 5% всех камней в почках). Поскольку они полупрозрачны, их невозможно увидеть на рентгенограммах. [2]
Струвитные камни образуются в результате заражения уреазосодержащими микроорганизмами, которые способны гидролизовать мочевину в моче до углекислого газа и аммиака. Струвитные камни могут образовываться при повышении pH мочи выше 7,2, могут заполнять коллекторную систему почек и разрушаться в почечной ткани. [2]
Цистиновые камни, вызванные наследственной цистинурией , начинают формироваться в детстве и могут вырасти достаточно большими, чтобы заполнить почечную коллекторную систему. [2]
Камни из фосфата кальция, или иначе называемые брушитом , возникают из-за высокого pH мочи и перенасыщения фосфатом кальция в моче. [2]
Контрмеры
[ редактировать ]Более экономически эффективно предотвращать образование камней во время миссии, чем лечить их. Увеличение потребления жидкости приведет к увеличению объема мочи и разбавлению солей, образующих камни, до уровня ниже верхнего уровня риска. [5] Отказ от продуктов с высоким содержанием жиров и оксалатов (орехи, перец, шоколад, ревень, шпинат, темно-зеленые овощи, фрукты) может помочь уменьшить гипероксалурию (чрезмерное выведение оксалатов с мочой). Уменьшение количества мяса и других пуринсодержащих продуктов подавляет гиперурикозурию (повышенное количество мочевой кислоты в моче). [6]
Щелочи, принимаемые перорально (например, цитрат калия ), повышают pH мочи и помогают подавить образование кристаллов оксалата кальция. Это также работает путем связывания кальция с образованием цитрата кальция (ингибитора роста и агрегации кристаллов). Исследования также показали аддитивный эффект цитрата калия. [6] Прием цитрата калия связан с увеличением плотности костей. [7] а также предотвращение потери костной массы путем обеспечения щелочной нагрузки, предотвращающей эффект резорбции костной ткани избытка хлорида натрия. [8] Также было показано, что цитрат калия уменьшает потерю костной массы у женщин в постменопаузе. [9] а также улучшает баланс кальция у пациентов с дистальным почечным канальцевым ацидозом. [10]
На земле
[ редактировать ]Исследования постельного режима [11] используются как наземные аналоги космических полетов. В ходе этих исследований скорость потери костной массы и последующий состав мочи аналогичны тем, которые наблюдались в космосе. Недавнее наземное исследование проверило эффективность цитрата калия-магния (аналогичного используемому в настоящее время цитрату калия) в качестве средства противодействия камням в почках. [12]
Компьютерное моделирование
[ редактировать ]Интегрированная медицинская модель (ИММ) [13] группа в Исследовательском центре Гленна в Огайо анализирует и оптимизирует данные, собранные о формировании камней в почках, с конца 2008 года.
В космосе
[ редактировать ]
Поскольку риск образования камней в почках может, как и было, [ нужны разъяснения ] привести к потере члена экипажа на задании, [1] проводятся регулярные испытания. На сегодняшний день зарегистрирован лишь один случай образования камней в почках (подробно описанный в Валентина Лебедева книге «Дневник космонавта: Двести одиннадцать дней в космосе »). [1]
Скайлэб
[ редактировать ]Миссии Скайлэб были первыми миссиями, продолжительность которых превышала несколько дней. Испытания во время этих миссий показали, что выделение кальция увеличилось в начале полета и почти превысило верхний порог нормального выделения. [15]
Миссии шаттла
[ редактировать ]
Исследования экологических и биохимических факторов риска образования камней в почках во время коротких и длительных полетов шаттла показали, что повышенный риск образования камней из оксалата кальция и мочевой кислоты был очевиден сразу после полета. [16] Было обнаружено, что питание, pH мочи и объемный выход являются крупнейшими факторами, способствующими образованию этих образований. [17] Во время длительных миссий шаттла риск образования камней быстро увеличивается на протяжении всей миссии и сохраняется после приземления. [18]
На рисунках 4-2а и 4-2b показаны относительные риски образования камней у типичного члена экипажа космического корабля. Ретроспективный обзор медицинских карт образования камней у астронавтов США показал, что 12 разных астронавтов сообщили о 14 случаях образования камней в почках, 9 из которых произошли в послеполетный период. [15]
Миссии Шаттла-Мир
[ редактировать ]Данные, собранные в ходе 129-208-дневных полетов "Шаттл-Мир", позволяют предположить, что условия космического полета и последующее возвращение на Землю изменили состав мочи космонавтов и способствовали образованию камней в почках. [19] Эти данные показывают, что во время полета наблюдался повышенный риск образования камней из оксалата кальция и камней из фосфата кальция, а также повышенный риск образования камней из оксалата кальция и мочевой кислоты сразу после полета. Такое развитие камней после полета можно объяснить низким объемом мочи и более высоким pH мочи. [15]
Международная космическая станция (МКС)
[ редактировать ]Летный эксперимент 96-E057, Риск образования камней в почках во время космического полета: оценка и оценка мер противодействия , [20] проводился в экспедициях 3 , 4 , 5 , 6 , 8 , 11 , 12 , 13 и 14 . Целью этого эксперимента было оценить эффективность цитрата калия в полете в качестве средства противодействия образованию камней в почках во время длительного космического полета. Результаты этого эксперимента описали потенциал образования камней в почках у членов экипажа как функцию времени в пространстве, а также потенциал образования камней в почках в послеполетный период. [15] [21]
Будущие исследовательские миссии
[ редактировать ]Исследовательские миссии представляют дополнительную угрозу для результатов миссии, а также для здоровья и безопасности членов экипажа из-за большей продолжительности миссии, а также больших пройденных расстояний. Поскольку острое заболевание, вызванное образованием и выходом камней в почках, может привести к гибели члена экипажа при выполнении миссии, крайне важно принять действенные контрмеры до начала исследовательских миссий. [15]
В Таблице 4-4 представлены конкретные сценарии и временные рамки исследовательских миссий.
| Продолжительность Продолжительность | Местоположение миссии | Время доставки до места (в днях) | Продолжительность пребывания (в днях) | Время перехода обратно на Землю (в днях) |
|---|---|---|---|---|
| Короткий | Луна | 3 | 8 | 3 |
| Длинный | Луна | 5 | 170 | 5 |
| Короткий | Марс | 162 | 40 | 162 |
| Длинный | Марс | 189 | 540 | 189 |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Риск образования камней в почках (PDF) . Программа исследований человека: Элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 3.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Риск образования камней в почках (PDF) . Программа исследований человека: Элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 4.
- ^ «НАСА – Отдел обитаемости и факторов окружающей среды – Лаборатория космических пищевых систем (SFSL)» . Архивировано из оригинала 3 июня 2012 г. Проверено 9 августа 2012 г.
- ^ «Система восстановления воды Международной космической станции» .
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Сэмс, CF (2001). «Объем мочи и его влияние на риск образования камней в почках у космонавтов». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 72 (4): 368–72. ПМИД 11318017 .
- ^ Jump up to: а б Риск образования камней в почках (PDF) . Программа исследований человека: Элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 5.
- ^ Пак, Калифорния; Петерсон, РД; Пойндекстер, Дж (2002). «Профилактика потери костной массы позвоночника цитратом калия при кальциевом уролитиазе». Журнал урологии . 168 (1): 31–4. дои : 10.1016/s0022-5347(05)64825-2 . ПМИД 12050486 .
- ^ Селлмейер, Делавэр (2002). «Цитрат калия предотвращает повышенное выделение кальция с мочой и резорбцию костей, вызванную диетой с высоким содержанием хлорида натрия» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 87 (5): 2008–2012. дои : 10.1210/jcem.87.5.8470 . ПМИД 11994333 .
- ^ Марангелла, М.; Ди Стефано, М.; Казалис, С.; Берутти, С.; д'Амелио, П.; Исайя, GC (2004). «Влияние добавок цитрата калия на костный метаболизм». Кальцифицированная ткань International . 74 (4): 330–5. дои : 10.1007/s00223-003-0091-8 . ПМИД 15255069 . S2CID 23251570 .
- ^ Премингер, генеральный директор; Сахаи, К; Пак, Калифорния (1987). «Гиперкальциурия и изменение всасывания кальция в кишечнике, возникающие независимо от витамина D при неполном дистальном почечном канальцевом ацидозе». Метаболизм: клинический и экспериментальный . 36 (2): 176–9. дои : 10.1016/0026-0495(87)90014-x . ПМИД 3807789 .
- ^ «энвихаб» . 06.10.2016.
- ^ Зервех, Дж. Э.; Одвина, резюме; Вюрмсер, Луизиана; Пак, Калифорния (2007). «Снижение риска образования камней в почках цитратом калия-магния в течение 5 недель постельного режима». Журнал урологии . 177 (6): 2179–84. дои : 10.1016/j.juro.2007.01.156 . ПМИД 17509313 .
- ^ «Медицинские возможности МКС и Управления здравоохранения человека» . НАСА. 23 апреля 2012 г. Архивировано из оригинала 5 мая 2012 г.
- ^ Рамбо, Пол С.; Джонстон, Ричард С. (1979). «Длительная невесомость и потеря кальция у человека». Акта Астронавтика . 6 (9): 1113–22. Бибкод : 1979AcAau...6.1113R . дои : 10.1016/0094-5765(79)90059-6 . ПМИД 11883480 .
- ^ Jump up to: а б с д и Риск образования камней в почках (PDF) . Программа исследований человека: Элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008 г. стр. 6–11.
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Пак, Калифорния; Цинтрон, Нью-Мексико (1993). «Изменения факторов риска возникновения камней в почках после космического полета» . Журнал урологии . 150 (3): 803–7. дои : 10.1016/s0022-5347(17)35618-5 . ПМИД 8345588 .
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Пак, Калифорния (1997). «Оценка риска образования камней в почках во время полетов космических кораблей» . Журнал урологии . 158 (6): 2305–10. дои : 10.1016/s0022-5347(01)68240-5 . hdl : 2060/19970003315 . ПМИД 9366381 .
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Сэмс, CF (1999). «Космический полет и риск образования камней в почках». Журнал гравитационной физиологии . 6 (1): П87–8. ПМИД 11543039 .
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Моруков Б.В.; Сэмс, CF (2001). «Риск образования камней в почках во время и после длительного космического полета» . Нефрон . 89 (3): 264–70. дои : 10.1159/000046083 . ПМИД 11598387 . S2CID 46532122 .
- ^ «Риск образования камней в почках во время космического полета: оценка и проверка мер противодействия (96-E057)» . 6 октября 2006 г. Архивировано из оригинала 13 октября 2006 г.
- ^ Уитсон, Пенсильвания; Петршик, РА; Джонс, Дж.А.; Нельман-Гонсалес, М; Хадсон, ЕК; Сэмс, CF (2009). «Влияние терапии цитратом калия на риск образования камней в почках во время космического полета» (PDF) . Журнал урологии . 182 (5): 2490–6. дои : 10.1016/j.juro.2009.07.010 . ПМИД 19765769 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- NASA Human Research Wiki — Отчет ExMC о пробелах 4.13. Ограниченные возможности диагностики и лечения почечных камней
- Риск образования почечных камней во время космического полета: оценка и проверка мер противодействия
- Мерцай, мерцай, камень в почках: толчком ты можешь уйти.
- Исследователи из Университета Вашингтона разрабатывают ультразвуковую технологию, которая обнаруживает и лечит камни в почках в космосе
- Чифтчиоглу, Н; Хаддад, РС; Голден, округ Колумбия; Моррисон, ДР; Маккей, DS (2005). «Потенциальная причина образования камней в почках во время космических полетов: усиленный рост нанобактерий в условиях микрогравитации» . Почки Интернешнл . 67 (2): 483–91. дои : 10.1111/j.1523-1755.2005.67105.x . ПМИД 15673296 .
В этой статье использованы общедоступные материалы из Риски для здоровья человека и производительности миссий по исследованию космоса (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . (НАСА SP-2009-3405).