Клинический фармаколог Йенс Титце, M.D., знал, что у него есть уникальная научная возможность: русские собирались смоделировать полет на Марс, и его пригласили изучить участвующих космонавтов.
Титце, ныне адъюнкт-профессор медицины в Университете Вандербильта, хотел изучить долгосрочный баланс натрия у людей. Он не поверил мнению учебника – что соль, которую мы едим, быстро выводится с мочой, чтобы поддерживать относительно постоянный уровень натрия в организме. В "Марс500" симуляция дала ему возможность поддерживать постоянное потребление соли и контролировать уровень натрия в моче у людей в течение длительного периода времени.
Теперь, в январе. 8 выпуск Cell Metabolism, Титце и его коллеги сообщают, что – в отличие от преобладающей догмы – уровни натрия ритмично колеблются в зависимости от 7-дневного и месячного циклов. Результаты, которые демонстрируют, что натрий хранится в организме, имеют значение для контроля артериального давления, гипертонии и сердечно-сосудистого риска, связанного с употреблением соли.
Интерес Титце к балансу натрия был вызван исследованиями моделирования космических полетов человека, которые он провел в 1990-х годах, которые показали ритмические вариации экскреции натрия с мочой.
"Мне было так ясно, что натрий должен накапливаться в организме, но никто не хотел слышать об этом, потому что это сильно отличалось от взглядов из учебников," он сказал.
Он и его команда продолжили исследования на животных и продемонстрировали, что кожа накапливает натрий и что иммунная система регулирует высвобождение натрия из кожи.
В 2005 году началось планирование Mars500 – сотрудничества между Россией, Европейским союзом и Китаем по подготовке к пилотируемому космическому полету на Марс. Марс500 проводился на исследовательском центре в Москве в период с 2007 по 2011 год в три этапа: 15-дневный этап для тестирования оборудования, 105-дневный этап и 520-дневный этап для моделирования полномасштабной пилотируемой миссии. Экипажи здоровых космонавтов-мужчин вызвались жить и работать в замкнутой среде, состоящей из герметичных соединительных модулей, как если бы они находились на международной космической станции.
Титце и его коллеги организовали питание для миссии и взяли на себя обязательства участников потреблять всю пищу и собирать всю мочу каждый день. Они изучили двенадцать мужчин: шесть для полной 105-дневной фазы программы и шесть для первых 205 дней 520-дневной фазы.
"Выносливость участников к точному соблюдению ежедневного плана меню и точному сбору мочи в течение нескольких месяцев позволила сделать научные открытия," Титце сказал.
Исследователи обнаружили, что почти вся (95 процентов) принятой соли выводится с мочой, но не ежедневно. Вместо этого при постоянном потреблении соли выведение натрия колебалось с недельным ритмом, что приводило к накоплению натрия. Уровни гормонов альдостерона (регулятор экскреции натрия) и кортизола (важная роль в балансе натрия неизвестна) также колебались еженедельно.
По словам Титце, изменения общего уровня натрия в организме колеблются в зависимости от месячных и более длительных циклов. Накопление натрия в этом более длительном цикле не зависело от потребления соли и не включало увеличение веса, что подтверждает идею о том, что натрий накапливается без сопутствующего увеличения количества воды.
Полученные данные свидетельствуют о том, что текущая медицинская практика и исследования, основанные на 24-часовых образцах мочи для определения потребления соли, не являются точными, сказал он.
"Теперь мы понимаем, что есть 7-дневные и ежемесячные часы натрия, которые тикают, поэтому однодневный снимок не должен использоваться для определения потребления соли."
Используя недавно разработанные технологии магнитно-резонансной томографии (МРТ) для просмотра натрия, Титце и его коллеги обнаружили, что люди накапливают натрий в коже (как они обнаружили в своих исследованиях на животных) и в мышцах.
Исследователи подозревают, что гены, связанные с циркадным ритмом "Часы" гены, которые регулируют суточные ритмы, могут участвовать в хранении и высвобождении натрия.
"Мы находим эти длинные ритмы накопления натрия в организме особенно интригующими," Титце сказал. "Наблюдения открывают совершенно новые возможности для исследований."