Galaktičke kozmičke zrake - samo neki od izazova Marsove misije
Hoće li Marsovi misije astronauti razviti leukemiju s putovanja na Crveni planet? To bi moglo zvučati kao čudno pitanje, ali studije koje financira NASA razmatraju sve vrste stvari u pripremi za ono što može biti još jedan divovski skok za čovječanstvo - putovanje na Marsu. Putovanje s posadom ljudskih bića može započeti već 2030-ih godina. Postoje različite faze ovog važnog projekta, a planiranje i istraživanje već su započeli.
Možete pregledati sve planove, uključujući tri različite faze istraživanja, na NASA-inom web mjestu "Putovanje na Mars".
Poslanstvo na Marsu dolazi s mnogim opasnostima, neki poznati i neki možda nepoznati. Jedna od zabrinutosti za buduće putnike je utjecaj dubokog zračenja na ljudsko zdravlje. U novoj studiji koju financira NASA, istraživači su otkrili da duboko zračenje zračenja može povećati rizik od leukemije u astronauta, što je uzrokovano promjenama vitalnih matičnih stanica u koštanoj srži koje dovode do svih novih krvnih stanica u tijelu.
Zračenje od rendgenskih zraka i CT-a
Izlaganje zračenju nosi s njim potencijal da nanese štetu . Postoje ionizirajuće zračenje i neionizirajuće zračenje.
Dok neionizirajuće zračenje, poput onih UV zraka iz sunca, može biti štetno, obično se možete lako zaštititi od ove vrste zračenja. Ionizirajuće zračenje je teže izbjeći. Ionizirajuće zračenje može se kretati kroz tvari i mijenjati naboj atoma u okolnom materijalu.
Čestice povezane s ionizirajućim zračenjem u prostoru dolaze od zarobljenih čestica zračnih zraka (Van Allen pojaseva), kozmičkih zraka i čestica sunčevog zračenja.
U slučaju zračenja koja se koristi za liječenje raka, prednosti terapijskog ionizirajućeg zračenja (ubijanje stanica raka) se odvajaju od rizika od takve izloženosti, kao što su kratkoročne i dugoročne komplikacije, uključujući pojavu novih godina maligne bolesti.
Isto tako, izlaganje zračenju u rendgenskim snimkama i CT snimkama se ne uzima olako, budući da kumulativne i nepotrebne izloženosti medicinskom i dijagnostičkom zračenju mogu također pridonijeti životnom riziku malignosti osobe .
Zračenje od galaktičkih kozmičkih zraka
Zračenje je u osnovi putujuća energija, a galaktičke kozmičke zrake (GCR) su jedan oblik zračenja koji je od velikog interesa, jer se odnosi na svemirski put. GCR-ovi uglavnom dolaze izvan našeg Sunčevog sustava, ali uglavnom iz naše galaksije na Mliječnom putu. GCR su u suštini teški, visokoenergetski ioni elemenata koji su odnijeli sve svoje elektrone dok su prelazili galaksiju pri gotovo brzini svjetlosti.
Zračenje dubokog prostora razlikuje se od onoga što doživljavamo na Zemljinoj površini - ili čak u niskoj Zemljinoj orbiti - jer tamo postoji mnogo više "prometa" visokih energija galaktičkih kozmičkih zraka, uz zračenje iz solarnih događaja i od pojasevi zračenja koji su bliži domu. Zemlja ima pojasne pojaseve nazvane Van Allen pojasevi koji se protežu od oko 1.000 do 60.000 kilometara iznad površine.
Zemljino magnetsko polje odbija zračenje i štiti atmosferu Zemlje od uništenja, ali misiju Marsa zahtijeva dubok prostor.
Štoviše, Mars je izgubio magnetsko polje prije milijarde godina, tako da za ljude koji su na koncu krenuli na Crvenom planetu, takva zaštita neće biti na čekanju. NASA je svjesna tih opasnosti i radi na mogućim rješenjima. Znanstvenici NASA-e čak su podigli izglede za stvaranje umjetnog magnetskog polja oko Marsa kako bi zaštitili buduće misije.
Što bi moglo biti galaktički kozmički zrake ljudima?
Utjecaj zračenja na ljude u prostoru se ispituje na više različitih načina, a to nije samo leukemija i zloćudnost za koje se znanstvenici brinu. NASA također provodi studije glede astronauta za svemirsku šetnju, kako bi takve izloženosti mogle utjecati na spoznaju i ponašanje, i kako geni reagiraju na zračenje - i konkretno, koji su geni uključeni i koji su geni isključeni takvim izloženostima.
Život na Marsu mogao bi donijeti povećani rizik od leukemije, prema podacima koje je prikupio istraživački tim Wake Forest Baptist Medical Centera. Grupa je istraživala potencijalne učinke dubokog zračenja zračenja specifično na humane hematopoetske matične stanice (HSCs). HSC-ovi su zapravo iste matične stanice koje ste čuli o tome koji se u nekim slučajevima koriste kao liječenje raka.
Kada pacijent ima visoke doze kemoterapije koja je planirala ubiti stanice raka, kemoterapija također može uzeti cestarinu na matičnim stanicama. Zbog toga se transplantacije koštane srži ili transplantacije hematopoetskih matičnih stanica mogu izvesti kako bi se povećala sposobnost pacijenta da se dobije novi početak sa zdravim, novim stanicama koje stvaraju krv. To su iste stanice koje tvore krv u vašoj koštanoj srži koje proizvode sve vaše nove krvne stanice dok se stare istroše. Zrele stanice u krvi uključuju crvene stanice koje prenose kisik iz pluća na ostatak tijela, ali i bijele stanice koje pomažu u borbi protiv infekcije i malignosti.
Tim Wake Foresta uzeo je ove HSC-ove krvi iz zdravih donatora u dobi između 30 i 55 godina i izložio ih simuliranom zračenju i GCR-ima poput zraka za koje se očekuje da bombardiraju astronaute tijekom misije Marsa. Analizirali su stanice u laboratoriju nakon toga i utvrdili da zračenje utječe na stanice na razini matičnih stanica, uzrokujući mutacije u genima koji utječu na njihovu sposobnost razvijanja u zrele krvne stanice. Izlaganje zračenju smanjilo je sposobnost matičnih stanica da proizvode gotovo sve vrste krvnih stanica, a njihova sposobnost stvaranja novih stanica često je smanjena za čak 60 do 80 posto, navodi Christopher Porada, viši istraživač na projektu.
Ono što takvo smanjenje krvnih stanica može značiti za astronaute je nešto što mnogi bolesnici s rakom krvi već znaju o tome - smanjenje crvenih krvnih stanica može uzrokovati anemiju , s simptomima kao što su umor, slabost, otežano disanje i slaba tolerancija vježbanja. Smanjenje bijelih krvnih stanica može smanjiti imunosnu obranu tijela, povećavajući osjetljivost na infekciju. I smanjenje trombocita može učiniti osobu sklonija zgrušavanju i krvarenja, s abnormalnim modricama ili krvarenjem.
Upotreba miševa za otkrivanje još više
Često u medicinskim istraživanjima, nalaz koji se čini da je istinit u laboratoriju, ne može se reproducirati ili potvrditi kada je to važno, u stvarnom, živom disanju ljudskom biću - ili mišu koji će započeti. Pokušati dobiti uvid u to kako bi izloženost zračenju mogla izgledati u živom biću, tim Wake Foresta transplantirao je GCR-zračene HSC-ove u miševe.
Miševi su razvili akutnu limfoblastičnu leukemiju T-stanica . Tim je ovo opisao kao prvu demonstraciju da duboko zračenje zračenja može povećati rizik leukemije kod ljudi.
Akutne limfoblastične leukemije T-stanica (T-ALLs) su agresivni karcinomi krvi koji proizlaze iz malignih promjena u stanicama koje dovode do T-stanica ili bijelih krvnih stanica poznatih kao T-limfociti. T-ALL čini 10 do 15 posto djetinjstva ALL i 25 posto odraslih ALL. Pacijenti s T-ALL često imaju koštanu srž koja je postala prepuna nezrelih limfoblasta T stanica, kao i visok broj bijelih krvnih zrnaca, tumori na prsima i česte uključivanje središnjeg živčanog sustava u vrijeme dijagnoze. Stope liječenja više od 75 posto u djece i oko 50 posto u odraslih su se vidjeli s ovom bolesti.
Bottom Line iz miša studija
Nalazi istražitelja omogućili su im da zaključe da bi u nastanku leukemije mogli nastupiti dva različita učinka zračenja. Prvo, otkrili su da genetska oštećenja HSC-a mogu izravno dovesti do razvoja leukemije. Drugo, zračenje je također narušilo sposobnost HSC-a da stvaraju nove stanice T i B, od kojih su obje bijele krvne stanice koje mogu biti uključene u borbu protiv stranih napadača poput bakterija, ali i tumorskih stanica. Dakle, ne samo da imate genetske promjene u matičnim stanicama koje mogu dovesti do leukemije, već imate i oslabljeni imunološki sustav u odnosu na njegovu sposobnost uklanjanja malignih stanica koje proizlaze iz mutacija uzrokovanih zračenjem.
> Izvori
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Vremenski profil izloženosti kozmičkom zračenju tijekom MISIJE IZLOŽENOSTI: Instrumenti R3DE. Astrobiologija . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Molekularna osnova akutne limfoblastične leukemije T stanica. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.