Дартмутский проект на борту Polaris Dawn изучает, как разрушаются кости астронавтов в невесомости. Фото предоставлено: SpaceX
Исследователи из Дартмута реализуют проект на борту миссии Polaris Dawn, направленный на устранение двух основных рисков для здоровья, связанных с космическими полетами: разрушение костей астронавтов в невесомости и, как следствие, риск образования камней в почках.
В невесомости кости, которым больше не нужно поддерживать тело человека, теряют кальций. Потеря этого жизненно важного элемента снижает плотность костей, а поскольку кальций попадает в мочу, увеличивается вероятность образования болезненных камней в почках в мочевыводящих путях.
С помощью Polaris Dawn, запущенного из Флориды 10 сентября, исследователи из Медицинской школы Гейзеля и Инженерной школы Тайера в Дартмуте тестируют важнейший элемент портативного устройства, которое в настоящее время разрабатывает команда, которое позволит членам экипажа получить доступ к нему во время космического полета для оповещения. людей на высокий уровень кальция в моче, чтобы они могли реагировать соответствующим образом.
«Когда вы находитесь в космосе в течение длительного периода времени, потеря костей и мышц может вызвать серьезные проблемы. На данный момент нет действительно хорошего способа отслеживать это во время полета», — говорит ведущий исследователь Джей Баки, бывший астронавт, а сейчас профессор. Доктор медицины и директор Лаборатории инноваций в космической медицине.
«Наша цель — предоставить простой метод в режиме реального времени для предотвращения образования камней в почках и потери костной массы в космосе», — говорит Баки, который был на борту космического корабля «Колумбия» в рамках миссии STS-90 в 1998 году и также является доцентом Университета Тэйера.
Команда разработала прототип устройства (который не является частью миссии), состоящего из считывателя и небольшого пробоотборника, который использует флуоресцентный краситель кальцеин для обнаружения присутствия кальция в моче. Устройство было разработано в сотрудничестве с Creare LLC, инженерной фирмой из Ганновера, основанной покойным профессором Тайера Робертом Дином-младшим.
Проект на борту Polaris Dawn проверяет, дает ли первое выделение мочи за день (или первое количество утренней мочи) астронавтам достаточно информации о концентрации кальция в моче, чтобы оценить риск потери костной массы и образования камней в почках.
«Эти данные в режиме реального времени будут иметь неоценимое значение для здоровья астронавтов», — говорит Мими Лан, аспирантка, возглавляющая испытания и оценку портативного устройства. «Нам нужны хорошие решения для поддержания здоровья людей в космосе, особенно когда у них нет места для поддержания костной и мышечной массы».
В настоящее время астронавты, которые подвержены риску образования камней в почках, выделяют всю мочу в течение 24 часов. Однако исследование Баки предполагает, что одного образца может быть достаточно. Клиническое исследование, которое он провел в 2022 году, показало, что уровень кальция самый высокий в первой утренней моче. Исследование пришло к выводу, что сбор этих образцов в течение нескольких дней должен предоставить достаточно данных для эффективного мониторинга уровня кальция.
«Члену экипажа должно быть относительно легко взять образцы из полости, извлечь из них информацию, а затем применить ее на практике», — говорит Баки.
Четыре члена экипажа Polaris Dawn сдавали утренние пробы три дня подряд в течение карантинной недели перед запуском. Экипаж также предоставит утренние образцы в свой последний день в космосе.
После сбора образцов команда Дартмута проверит их на наличие камней в почках с помощью тестовой панели, содержащей кальций. Образцы также будут проверены на наличие фрагментов белка тайтина, что указывает на возможную потерю и атрофию мышц — еще одну опасность невесомости.
Мими Лан, аспирантка Инженерной школы Тайера, возглавляет тестирование и оценку портативного устройства для сбора и тестирования мочи в космосе. Фото предоставлено: Дэвид Хейли
Значительное различие между образцами перед миссией и образцами, полученными в последний день, будет указывать на то, что исследователи находятся на правильном пути, если они основывают свое устройство на первой утренней пробе, говорит Баки.
«Мы не первые, кто измеряет кальций в моче в космосе», — говорит Баки. «Но концентрация в первой утренней моче уникальна. Эта миссия — первое настоящее испытание нашей идеи в космосе».
Информация от: Дартмутским колледжем
