Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Неопознанный камень в почках.

Образование и прохождение почечных камней во время космического полета потенциально могут представлять серьезный риск для здоровья и безопасности членов экипажа и могут повлиять на результат миссии. Хотя почечные камни успешно лечатся на Земле, их появление во время космического полета может оказаться проблематичным. [1]

Причины и меры противодействия [ править ]

Причины [ править ]

На этой микрофотографии видны кристаллы оксалата кальция в моче. Эти маленькие кристаллы могут образовывать почечные камни. Риск почечного камня во время космического полета проводится на борту Международной космической станции.
Палочки с шипами кристаллов мочевой кислоты из образца синовиальной жидкости, сфотографированные в поляризованном свете.
Струвит (магний-аммонийфосфат) камни, удаляемые из мочевого пузыря собаки.

Несколько факторов способствуют образованию почечных камней в космосе. Изменения в диете, метаболизм костей, обезвоживание, повышенное потребление соли, а также уменьшение объема мочи и повышенное насыщение мочи - все это возможные причины образования почечных камней. [2] Было отмечено, что изменения биохимии мочи, вызванные космическими полетами, способствуют образованию камней. [1]

Другие возможные причины включают:

  • повышенный pH мочи
  • история или предрасположенность к камнеобразованию
  • стабильность питания в полете [3]
  • консервирование пищи с использованием соли
  • количество бортовой воды [4]
  • ограниченные источники питания
  • повышенная диета животного белка

Наиболее распространенным почечным камнем является оксалат кальция, который обычно вызывается излечимыми метаболическими нарушениями гиперкальциурии (повышенным уровнем кальция в моче). Эти камни вызывают боль при прохождении и закупорке и, как известно, повторяются. [2]

Камни из мочевой кислоты имеют те же характеристики, что и камни из оксалата кальция, но встречаются гораздо реже (примерно 5% всех почечных камней). Поскольку они полупрозрачные, их нельзя увидеть на рентгенограммах. [2]

Струвят камни генерируются инфекциями уреазы отработанных микроорганизмов, которые способны гидролизовать мочевину в моче до диоксида углерода и аммиака. Струвитные камни могут образовываться при повышении pH мочи выше 7,2, могут заполнять почечную собирательную систему и могут разрушаться в почечной ткани. [2]

Цистиновые камни, вызванные наследственной цистинурией , начинают формироваться в детстве и могут вырасти достаточно большими, чтобы заполнить почечную систему сбора. [2]

Камни из фосфата кальция, или иначе называемые брушитом , возникают из-за высокого pH мочи и перенасыщения в ней соли фосфата кальция. [2]

Контрмеры [ править ]

Предотвратить образование камней во время миссии более рентабельно, чем лечить их. Повышенное потребление жидкости увеличит объем мочи и приведет к разбавлению камнеобразующих солей ниже верхнего уровня риска. [5] Избегание 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]

Оральная щелочь (например, цитрат калия ) повышает pH мочи и помогает подавить образование кристаллов оксалата кальция. Это также работает, связывая кальций с образованием цитрата кальция (ингибитор роста и агрегации кристаллов). Исследования также показали аддитивный эффект цитрата калия. [6] Прием цитрата калия был связан с увеличением плотности костной ткани [7], а также с предотвращением потери костной массы за счет введения щелочной нагрузки, предотвращающей резорбирующий эффект избытка хлорида натрия на костную ткань. [8] Цитрат калия также снижает потерю костной массы у женщин в постменопаузе [9], а также улучшает баланс кальция у пациентов сдистальный почечный канальцевый ацидоз [10]

На земле [ править ]

Исследования постельного режима [11] используются как наземные аналоги условий космического полета. Во время этих исследований скорость потери костной массы и последующий состав мочи аналогичны тем, которые наблюдаются в космосе. Недавнее наземное исследование проверило эффективность цитрата калия-магния (аналогично применяемому в настоящее время цитрату калия) в качестве меры противодействия камням в почках. [12]

Компьютерное моделирование [ править ]

Группа «Интегрированная медицинская модель» (IMM) [13] в Исследовательском центре Гленна в Огайо с конца 2008 года занимается анализом и оптимизацией данных, собранных об образовании почечных камней.

В космосе [ править ]

Рисунок 4-1. Баланс кальция во время и после миссий Skylab. По материалам Rambaut and Johnston (1979) [14].

Поскольку риск образования почечных камней может, как и [ требуется разъяснение ], привести к потере члена экипажа при выполнении задания [1], проводится регулярное тестирование. На сегодняшний день зарегистрирован только один случай образования почечных камней в полете (подробно описан в книге Валентина Лебедева « Дневник космонавта: двести одиннадцать дней в космосе» ). [1]

Skylab [ править ]

В Скайлэб миссия была первыми миссиями , которые расширена за последние несколько дней в сроке. Тестирование во время этих миссий показало, что экскреция кальция увеличилась в начале полета и почти превысила верхний порог нормальной экскреции. [15]

Миссии шаттла [ править ]

Рисунок 4-2а. Репрезентативный предполетный профиль риска почечных камней определяется у одного члена экипажа перед краткосрочным полетом (например, космическим шаттлом). СИНИЕ столбцы представляют собой уменьшенный риск, КРАСНЫЕ столбцы - повышенный риск.
Рисунок 4-2b. Репрезентативный профиль риска почечных камней после полета определен у одного и того же члена экипажа сразу после непродолжительного полета (например, космического корабля "Шаттл"). Синие столбцы означают снижение риска, красные столбцы - повышенный риск.

Исследования экологических и биохимических факторов риска образования камней в почках во время краткосрочных и длительных полетов на шаттле 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 объем выделяемой жидкости являются основными факторами, способствующими возникновению этих образований. [17] Во время более длительных миссий шаттла риск образования камней быстро увеличивается на протяжении всей миссии и сохраняется после приземления. [18]

На рисунках 4-2a и 4-2b показаны относительные риски камнеобразования у типичного члена экипажа полета космического челнока. Ретроспективный обзор медицинских карт камнеобразования у американских астронавтов сообщил, что 12 различных астронавтов сообщили о 14 случаях образования камней в почках, причем 9 из этих случаев произошли в послеполетный период. [15]

Миссии "Шаттл-Мир" [ править ]

Данные, собранные во время 129-208-дневных миссий " Шаттл-Мир", предполагают, что условия космического полета и последующее возвращение на Землю изменяют состав мочи астронавтов и способствуют образованию почечных камней. [19] Эти данные показывают, что существует повышенный риск образования камней из оксалата кальция и фосфата кальция во время полета, а также повышенный риск образования камней из оксалата кальция и мочевой кислоты сразу после полета. Это развитие камней после перелета может быть связано с низким объемом мочи и более высоким pH мочи. [15]

Международная космическая станция (МКС) [ править ]

Эксперимент полета 96-E057, почечнокаменная риск во время космического полета: Оценка и оценка контрмеры , [20] были проведен на Экспедициях 3 , 4 , 5 , 6 , 8 , 11 , 12 , 13 и 14 . Целью этого эксперимента было оценить эффективность цитрата калия в полете в качестве меры противодействия образованию почечных камней 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 послеполетный период.[15] [21]

Будущие исследовательские миссии [ править ]

Исследовательские миссии представляют дополнительную угрозу для результатов миссии, здоровья и безопасности членов экипажа из-за большей продолжительности миссии, а также больших пройденных расстояний. Поскольку острое заболевание, вызванное образованием и прохождением почечных камней, может привести к потере члена экипажа в ходе миссии, крайне важно принять действенные контрмеры до начала исследовательских миссий. [15]

В Таблице 4-4 представлены конкретные сценарии и временные рамки исследовательских миссий.

Таблица 4-4 . Определение продолжительности исследовательских миссий
Продолжительность ПродолжительностьРасположение миссииВремя в пути до места (в днях)Продолжительность пребывания (в днях)Время в пути обратно на Землю (в днях)
короткийЛуна383
ДлинныйЛуна51705
короткийМарс16240162
ДлинныйМарс189540189

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Риск образования почечных камней (PDF) . Программа исследований на людях: элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 3.
  2. ^ a b c d e f Риск образования почечных камней (PDF) . Программа исследований на людях: элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 4.
  3. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2012-06-03 . Проверено 9 августа 2012 . CS1 maint: discouraged parameter (link) CS1 maint: archived copy as title (link)[ требуется полная цитата ]
  4. ^ "Система восстановления воды, Международная космическая станция" .
  5. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Самс, CF (2001). «Объем мочи и его влияние на риск почечных камней у космонавтов». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 72 (4): 368–72. PMID 11318017 . 
  6. ^ a b Риск образования почечных камней (PDF) . Программа исследований на людях: элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. с. 5.
  7. ^ Пак, CY; Петерсон, РД; Пойндекстер, Дж (2002). «Профилактика разрушения костной ткани позвоночника цитратом калия при кальциевой мочекаменной болезни». Журнал урологии . 168 (1): 31–4. DOI : 10.1016 / s0022-5347 (05) 64825-2 . PMID 12050486 . 
  8. ^ Селлмейера, DE (2002). «Цитрат калия предотвращает повышенную экскрецию кальция с мочой и резорбцию костей, вызванную диетой с высоким содержанием хлорида натрия» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 87 (5): 2008–2012. DOI : 10,1210 / jc.87.5.2008 . PMID 11994333 . 
  9. ^ Marangella, M .; Ди Стефано, М .; Casalis, S .; Berutti, S .; d'Amelio, P .; Исайя, GC (2004). «Влияние добавок цитрата калия на метаболизм костей». Calcified Tissue International . 74 (4): 330–5. DOI : 10.1007 / s00223-003-0091-8 . PMID 15255069 . S2CID 23251570 .  
  10. ^ Премингер, GM; Сахаи, К; Пак, CY (1987). «Гиперкальциурия и измененное всасывание кальция в кишечнике, возникающие независимо от витамина D при неполном ацидозе дистальных почечных канальцев». Метаболизм: клинический и экспериментальный . 36 (2): 176–9. DOI : 10.1016 / 0026-0495 (87) 90014-X . PMID 3807789 . 
  11. ^ "envihab" . 2016-10-06.
  12. ^ Zerwekh, JE; Одвина, CV; Wuermser, LA; Пак, CY (2007). «Снижение риска образования камней в почках цитратом калия-магния в течение 5 недель постельного режима». Журнал урологии . 177 (6): 2179–84. DOI : 10.1016 / j.juro.2007.01.156 . PMID 17509313 . 
  13. ^ http://microgravity.grc.nasa.gov/SOPO/ICHO/HRP/ExMC/IMM/ [ требуется полная ссылка ]
  14. ^ Рамбаут, Пол С .; Джонстон, Ричард С. (1979). «Длительная невесомость и потеря кальция у человека». Acta Astronautica . 6 (9): 1113–22. Bibcode : 1979AcAau ... 6.1113R . DOI : 10.1016 / 0094-5765 (79) 90059-6 . PMID 11883480 . 
  15. ^ a b c d e Риск образования камней в почках (PDF) . Программа исследований на людях: элемент противодействия здоровью человека (HRP-47060). НАСА. Март 2008. С. 6–11.
  16. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Pak, CY; Цинтрон, Нью-Мексико (1993). «Изменение факторов риска почечных камней после космического полета» . Журнал урологии . 150 (3): 803–7. DOI : 10.1016 / s0022-5347 (17) 35618-5 . PMID 8345588 . 
  17. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Пак, CY (1997). «Оценка риска почечных камней во время полетов космических шаттлов» . Журнал урологии . 158 (6): 2305–10. DOI : 10.1016 / s0022-5347 (01) 68240-5 . ЛВП : 2060/19970003315 . PMID 9366381 . 
  18. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Sams, CF (1999). «Космический полет и риск почечных камней». Журнал гравитационной физиологии . 6 (1): P87–8. PMID 11543039 . 
  19. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Моруков Б.В.; Самс, CF (2001). «Риск образования камней в почках во время и после длительного космического полета» . Нефрон . 89 (3): 264–70. DOI : 10.1159 / 000046083 . PMID 11598387 . S2CID 46532122 .  
  20. ^ http://lsda.jsc.nasa.gov/scripts/experiment/exper.cfm?exp_index=902 [ требуется полная ссылка ]
  21. ^ Уитсон, Пенсильвания; Петржик, Р.А.; Джонс, JA; Nelman-Gonzalez, M; Hudson, EK; Самс, CF (2009). «Влияние терапии цитратом калия на риск образования камней в почках во время космического полета» (PDF) . Журнал урологии . 182 (5): 2490–6. DOI : 10.1016 / j.juro.2009.07.010 . PMID 19765769 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • NASA Human Research Wiki - Отчет ExMC о пробелах 4.13 Ограниченная возможность диагностики и лечения почечных камней
  • Риск почечных камней во время космического полета: оценка и проверка контрмер
  • Мерцание, мерцание камня в почках: одним толчком вы можете уйти
  • Исследователи из UW разрабатывают ультразвуковую технологию, которая обнаруживает и лечит камни в почках в космосе
  • Ciftçioglu, N; Хаддад, RS; Голден, округ Колумбия; Моррисон, Д.Р .; Маккей, Д.С. (2005). «Потенциальная причина образования камней в почках во время космических полетов: усиленный рост нанобактерий в условиях микрогравитации». Kidney International . 67 (2): 483–91. DOI : 10.1111 / j.1523-1755.2005.67105.x . PMID  15673296 .

 В эту статью вошли материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства : «Здоровье человека и риски при выполнении космических миссий» (PDF) . (НАСА SP-2009-3405)