Galaktikos kosminės spinduliai - tik keletas Marso misijos iššūkių
Ar Marso misijos astronautai išaugs savo leukemiją iš kelionės į Raudonąją planetą? Tai gali atrodyti kaip keistas klausimas, tačiau NASA finansuojami tyrimai nagrinėja įvairius dalykus, kurie ruošiasi, kas gali būti dar vienas didžiulis šuolis žmonijai - žmogišką kelionę į Marsą. Kelionė su įgulos žmonėmis gali prasidėti nuo 2030-ųjų. Yra daugybė šio svarbaus projekto etapų, o planavimas ir tyrimai jau prasidėjo.
NASA kelionių į Marsą apžvalgos svetainėje galite peržiūrėti visus planus, įskaitant tris skirtingus žvalgymo etapus.
Žvalgomoji misija į Marsą susijusi su daugybe pavojų, kai kurie žinomi ir galbūt nežinomi. Vienas iš būsimų keliautojų rūpesčių yra giliųjų erdvių spinduliuotės poveikis žmonių sveikatai. Naujame NASA finansuojamame tyrime mokslininkai nustatė, kad gilus kosminis spinduliavimas gali padidinti astronautais atsirandančią leukemiją, kurią sukelia kaulų čiulpų gyvybinės kamieninės ląstelės pokyčiai, dėl kurių atsiranda visų naujų kraujo kūnelių organizme.
Spinduliuotės iš rentgeno spindulių ir CT skenavimas
Spinduliuotės poveikis daro žalą . Yra jonizuojanti spinduliuotė ir nejonizuojanti spinduliuotė.
Nors nejonizuojančiosios spinduliuotės, tokios kaip saulės UV spinduliai, gali būti žalingos, dažniausiai paprastai galite apsaugoti save nuo šios spinduliuotės. Jonizuojančią spinduliuotę sunkiau išvengti. Jonizuojančioji spinduliuotė gali judėti per medžiagas ir pakeisti į atmosferą esančius atomus.
Dalies, susijusios su jonizuojančiąja spinduliuote erdvėje, gaunamos iš spinduliuojamos spinduliuotės juostos dalelės (Van Allen diržai), kosminės spinduliuotės ir saulės spindulių dalelės.
Radiologijos, vartojamos vėžiui gydyti , terapinės jonizuojančiosios spinduliuotės (vėžio ląstelių žudymo) nauda yra pasveriama nuo tokios ekspozicijos rizikos, tokios kaip trumpalaikės ir ilgalaikės komplikacijos, įskaitant naujų piktybinių ligų atsiradimą.
Panašiai, rentgeno spinduliuotės poveikis ir kompiuterinės tomografijos tyrimas nėra lengvas, nes kaupiamosios ir nereikalingos medicininės ir diagnostinės radiacijos ekspozicijos taip pat gali padidinti žmogaus gyvybinę piktybiškumo riziką .
Spinduliavimas iš Galaktikos kosminių spindulių
Spinduliuotė iš esmės yra energija, o galaktikos kosminės spinduliuotės (GCR) yra viena iš spinduliuotės formų, kuri yra labai įdomi, nes ji susijusi su kosminiais maršrutais. GCR daugiausia yra iš išorės mūsų Saulės sistemos, bet dažniausiai iš mūsų Paukščių tako galaktikos. GCR yra iš esmės sunkieji elementai, kurių energija yra didžiulė jonų, kurių visi elektronai buvo paimti, kai jie apeino galaktiką beveik šviesos greičiu.
Giliosios erdvės spinduliavimas skiriasi nuo to, ką mes patiriame Žemės paviršiuje ar net žemoje Žemės orbitoje, nes ten yra daug daugiau energijos, kuriuose naudojami didelio galingumo kosminiai spinduliai, be saulės radiacijos ir spinduliniai diržai, kurie yra arčiau namų. Žemėje yra spinduliniai diržai, vadinami Van Alleno diržais, kurie viršija nuo 1000 iki 60 000 kilometrų virš paviršiaus.
Žemės magnetinis laukas nukreipia spinduliuotę ir apsaugo Žemės atmosferą nuo sunaikinimo, tačiau Marso misijai reikia gilių kosminių kelionių.
Dar daugiau, Marsas prarado savo magnetinį lauką prieš milijardus metų, taigi žmonėms, kurie galų gale nusileido Raudonojoje planetoje, tokios apsaugos nebus laukia. NASA gerai žino apie šiuos pavojus ir rengia galimus sprendimus. NASA mokslininkai netgi iškėlė perspektyvą sukurti dirbtinį magnetinį lauką aplink Marso, kad apsaugotų būsimas misijas.
Ką galimas Galaktikos kosminis spinduliavimas žmonėms?
Spinduliuotės poveikis žmonėms kosminėje erdvėje yra tiriamas keliais skirtingais būdais: mokslininkai nerimauja ne tik dėl leukemijos ir piktybinių navikų. NASA taip pat atlieka kosmonautų kosmonaučių astronaučių tyrimus, kaip tokios ekspozicijos gali paveikti pažinimą ir elgesį, ir kaip genai reaguoja į spinduliavimą, ir konkrečiai, kokie genai yra įjungti ir kokie genai yra išjungiami tokiomis ekspozicijomis.
Pagal "Wake Forest" baptistų medicinos centro tyrimų grupės surinktą informaciją apie gyvenimą Marse gali padidėti leukemija. Grupė ištyrė galimą giliosios erdvės spinduliuotės poveikį konkrečiai žmogaus kraujo kūnelių kamieninėms ląstelėms (HSCs). HSC yra iš tikrųjų tos pačios kamieninės ląstelės, kurias galbūt girdėjote apie tai, kurie kai kuriais atvejais yra naudojami kaip vėžio gydymas.
Kai pacientui yra didelės chemoterapijos dozės, planuojamos nužudyti vėžines ląsteles, chemoterapija taip pat gali daryti įtaką kamieninėms ląstelėms. Dėl to gali būti atliekami kaulų čiulpų transplantacijos arba kraujo kūnelių kamieninių ląstelių transplantacijos , siekiant padidinti paciento gebėjimą pradėti naują sveiką, naują kraują formuojančią ląstelę. Tai yra tos pačios kraujo formuojančios kaulų čiulpų ląstelės, kurios gamina visas naujas kraujo ląsteles, nes senosios išnyksta. Brandžios ląstelės kraujyje apima raudonąsias ląsteles, kurios perneša deguonį iš plaučių į likusį jūsų kūną, bet taip pat ir baltųjų ląstelių, kurios padeda kovoti su infekcija ir piktybiniais navikais.
"Wake Forest" komanda paėmė šias kraują formuojančias HSC iš sveikų donorų, kurių amžius nuo 30 iki 55 metų, ir paveikė juos imituojančia spinduliuote ir GCR, kaip antai spinduliai, kurie Marso misijoje turėtų bombarduoti astronautai. Po to jie išanalizavo ląsteles laboratorijoje ir nustatė, kad spinduliavimas paveikė ląsteles kamieninių ląstelių lygiu, sukeldamas genų mutacijas, kurios paveikė jų gebėjimą vystytis brandžiose kraujo kūnelėse. Radiacinė ekspozicija sumažino kamieninių ląstelių gebėjimą gaminti beveik visų tipų kraujo ląsteles, teigia ekspertas Christopheras Porada, vyresnysis tyrimo projektas, dėl jų gebėjimo kurti naujas ląsteles dažnai sumažėjo net 60-80 proc.
Ką toks kraujo ląstelių kiekio sumažėjimas gali reikšti astronautais, yra tai, kad daugelis kraujo vėžiu sergančių pacientų jau žino - raudonųjų kraujo kūnelių sumažėjimas gali sukelti anemiją , pasireiškiančią tokiais simptomais kaip nuovargis, silpnumas, dusulys ir prastos fizinės tolerancijos. Baltųjų kraujo ląstelių sumažėjimas gali sumažinti organizmo imuninę sistemą, padidindamas jautrumą infekcijai. Trombocitų kiekio sumažėjimas gali padaryti žmogų labiau linkę krešėti ir kraujosruvoms, nenormaliam mėlynes ar kraujavimui.
Naudodamiesi pelėmis daugiau sužinoti
Dažnai atliekant medicininius tyrimus, faktai, kurie, atrodo, pasitvirtina laboratorijoje, negali būti atkuriami ar patvirtinami, kai tai svarbu, tikruoju, gyvuoju kvėpuojančiu žmogumi arba pelės judesiu. Siekdama sužinoti, kaip radiacijos apšvita gali atrodyti kaip gyvas būtukas, "Wake Forest" komanda transplantavo GCR apšvitintus HSCs į pelėms.
Pelės pradėjo vystyti T-ląstelių ūminę limfoblastinę leukemiją . Ši komanda tai apibūdino kaip pirmą demonstraciją, kad giliosios erdvės spinduliuotė gali padidinti žmonėms leukemijos riziką.
T-ląstelių ūminė limfoblastinė leukemija (T-ALL) yra agresyvus kraujo vėžys, atsiradęs dėl piktybinių pokyčių ląstelėse, kurios sukelia T-ląsteles, arba baltųjų kraujo kūnelių, vadinamų T-limfocitais. T-ALL sudaro 10-15 proc. Vaiko ALL ir 25 proc. Suaugusiųjų ALL. Pacientams, kuriems yra T-ALL, dažnai pasireiškia kaulų čiulpai, kurie yra supakuoti su nesubrendusiais T ląstelių limfoblastais, taip pat dideliu baltųjų kraujo kūnelių skaičiumi, navikais krūtinės srityje ir dažna centrinės nervų sistemos įtraukimu diagnozės metu. Vaikams gydyti skiriami daugiau kaip 75 proc., O su su šia liga susiję suaugusieji yra apie 50 proc.
Bottom line iš pelės tyrimo
Tyrėjų išvados leido jiems daryti išvadą, kad leukemija atsirado dėl dviejų skirtingų radiacijos padarinių. Pirma, jie nustatė genetinę žalą HSC galėtų tiesiogiai sukelti leukemija. Antra, spinduliuotė taip pat sumažino HSC gebėjimą gaminti naujas T ir B ląsteles, kurios abi yra baltųjų kraujo ląstelių, kurios gali būti įtrauktos į kovą su užsienio įsibrovėlių, tokių kaip bakterijos, taip pat naviko ląstelės. Taigi, ne tik jūs turite genetinius pokyčius kamieninėse ląstelėse, kurios gali sukelti leukemiją, bet ir jūs turite sutrikusią imuninę sistemą dėl savo gebėjimo pašalinti piktybines ląsteles, atsiradusias dėl spinduliuotei sukeltų mutacijų.
> Šaltiniai
> Dachev T, Horneck G, Häder DP ir kt. Kosmoso spinduliuotės ekspozicijos laiko apibūdinimas EXPOSE-E misijoje: R3DE instrumentas. Astrobiologija . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. T ląstelių ūmios limfoblastinės leukemijos molekulinė bazė. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.