A galaktikus kozmikus rések - csak a Mars-küldetés néhány kihívásai
A Mars-küldetés űrhajósai leukémiát alakítanak ki a vörös bolygóról való útjukon? Különös kérdésnek tűnhet, de a NASA által finanszírozott tanulmányok mindenféle dolgot vizsgálnak, hogy felkészüljenek arra, hogy mi lehet egy óriási ugrás az emberiség számára - egy emberes utazás a Marsba. Az ember legénységével való utazás a 2030-as években kezdődhet. E fontos projekt különböző szakaszai vannak, és a tervezés és a kutatás már megkezdődött.
A NASA "Journey to Mars Overview" oldalán megtekintheti az összes tervet, beleértve a feltárás három különböző fázisát.
A katonai misszió számos veszélyt hordoz magában, néhány ismert és talán ismeretlen. A jövőbeni utazók egyik aggodalma a mélytávú sugárzás emberi egészségre gyakorolt hatása. Egy új, NASA által finanszírozott tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a mély űrtartalmú sugárzás növelheti az astronauták leukémia kockázatát, amelyet a csontvelőben a létfontosságú őssejtek változásai okoznak, amelyek a testben lévő összes új vérsejthez vezetnek.
Sugárzás és röntgenfelvétel
A sugárterhelés azzal jár, hogy kárt okozhat . Vannak ionizáló sugárzás és nem ionizáló sugárzás.
Miközben a nem ionizáló sugárzás, mint a napsugárzás UV-sugarai is károsak lehetnek, általában könnyen megvédheti magát az ilyen típusú sugárzás ellen. Az ionizáló sugárzást nehezebb elkerülni. Az ionizáló sugárzás mozoghat az anyagokon, és megváltoztathatja az atomok töltését a környező anyagban.
Az űrben lévő ionizáló sugárzással járó részecskék a csapdába eső sugárzási övrészecskékből (Van Allen övekből), a kozmikus sugárzásokból és a napsugárzás részecskékből származnak.
A rák kezelésére használt sugárzás esetében a terápiás ionizáló sugárzás (a rákos sejtek elpusztítása) előnyeit mérlegelik az ilyen expozícióból eredő kockázatokkal, például rövid és hosszú távú szövődményekkel, beleértve az új rosszindulatú évek későbbi megjelenését.
Hasonlóképpen, az x-sugarak és a CT-vizsgálatok sugárzásnak való kitettségét nem veszik könnyedén, mivel az összesített és felesleges expozíció az orvosi és a diagnosztikai sugárzáshoz egyaránt növelheti az ember életveszélyes rosszindulatú kockázatát .
Sugárzás a galaktikus kozmikus sugarakról
A sugárzás alapvetően utazási energiát jelent, és a galaktikus kozmikus sugárzás (GCR) a sugárzás egyik formája, amely nagy jelentőséggel bír, mivel az űrutazással kapcsolatos. A GCR-ek többnyire a naprendszerünkön kívül , de általában a Tejútunk galaxisából származnak. A GCR lényegében nehéz, nagyenergiájú elemek ionjai, amelyek mindegyikének elektronjait elvitték, miközben közel a fénysebességgel haladtak át a galaxison.
A mély tér sugárzása eltér attól, amit a Föld felszínén tapasztalunk - vagy akár az alacsony Föld körüli pályán -, mert ott sokkal nagyobb "energiájú" a nagy energiájú galaktikus kozmikus sugarak, a napi események sugárzása és a a hazai közelebb lévő sugárzók. A Földnek Van Allen övvel rendelkező sugárzószíjai vannak, amelyek kb. 1000-60 000 kilométert tesznek ki a felszín felett.
A Föld mágneses mezője elhomályosítja a sugárzást, és megóvja a Föld légkörét a pusztulástól, de a Mars-küldetés mély űrutazást igényel.
Sőt, a Mars több milliárd évvel ezelőtt elvesztette a mágneses mezőt, így azoknak az embereknek, akik végül megálltak a Vörös Bolygón, ilyen védelem nem lesz várva rájuk. A NASA jól ismeri ezeket a veszélyeket, és a lehetséges megoldásokon dolgozik. A NASA tudósai még felvetették a Mars körül kialakuló mesterséges mágneses mező megteremtésének lehetőségét a jövőbeli missziók védelmére.
Mit tehet az embereknek a kozmetikus kozmikus gátak?
A sugárzás emberre gyakorolt hatását az űrben számos különböző módon vizsgálják, és nem csak a leukémia és rosszindulatú daganatok miatt aggódnak a tudósok. A NASA tanulmányokat is folytat az űrrepülő űrhajósokra nézve, hogy ezek az expozíciók hogyan befolyásolhatják a megismerést és a viselkedést, és hogyan reagálnak a gének a sugárzásra - és konkrétan, mely géneket kapcsolnak be, és mely géneket kikapcsolnak az ilyen expozíciók.
Az élet a Marson növelheti a leukémia kockázatát, a Wake Forest Baptist Medical Center kutatócsoportja által összegyűjtött adatok szerint. A csoport a mélysugárzás potenciális hatásait vizsgálta kifejezetten humán hematopoietikus őssejteken (HSC). A HSC-k valójában ugyanazok az őssejtek, amelyekről esetleg hallott, hogy rákkezelésként használják egyes esetekben.
Ha a páciens nagy dózisú kemoterápiát tervez a rákos sejtek elpusztítására, akkor a kémia is tönkreteszi az őssejteket. Emiatt a csontvelő-transzplantátumok vagy a hematopoietikus őssejt-transzplantációk elvégezhetők a beteg azon képességének növelése érdekében, hogy új kezdetet kezdjen az egészséges, új vérformáló sejtekkel. Ezek ugyanazok a vérformáló sejtek a csontvelőben, amelyek minden új vérsejtet termelnek, ahogy a régiek elhasználódnak. A vérben lévő érett sejtek közé tartoznak a vörösvértestek, amelyek a tüdejétől a testrészig terjedő oxigént töltenek be, valamint a fehérvérsejteket, amelyek segítenek a fertőzés és rosszindulatú betegségek leküzdésében.
A Wake Forest csapata 30 és 55 év közötti egészséges donorokból vitte ezeket a vérformáló HSC-ket, és szimulált sugárzásnak és GCR-knek adta ki őket, mint például a sugárzások, amelyek várhatóan bombázzák az űrhajósokat a Mars-küldetés során. A laboratóriumi sejteket később elemezték, és megállapítottam, hogy a sugárzás az őssejt szintjén befolyásolja a sejteket, és olyan mutációkat idéz elő, amelyek befolyásolják az érett vérsejtek kialakulásának képességét. A sugárterhelés csökkentette az őssejtek képességeit szinte minden típusú vérsejt előállítására, és az új sejtek előállítási képességét gyakran 60-80% -kal csökkentette, állítja Christopher Porada, a projekt vezető kutatója.
A vérsejtek ilyen csökkentése jelentheti az űrhajósok számára azt, amit sok vérrákos beteg már tudott - a vörösvérsejtek csökkenése vérszegénységet okozhat , olyan tünetekkel, mint például a fáradtság, a gyengeség, a légszomj és a gyenge gyakorlási tolerancia. A fehérvérsejtek csökkentése csökkentheti a szervezet immunvédelmét, növelve a fertőzésre való hajlamot. És a vérlemezkék csökkenése miatt az ember hajlamosabb lehet a véralvadási és vérzési problémákra, abnormális zúzódásra vagy vérzésre.
Az egerek használata egy kicsivel többet
Gyakran az orvosi kutatásokban olyan eredmények, amelyek a laboratóriumban igaznak tűnnek, nem reprodukálhatók és nem ellenőrizhetők, ha fontos, egy valódi, élő légző emberben - vagy egy egérrel. Annak érdekében, hogy betekintést nyerjen abba, hogy a sugárzás milyen hatással lehet egy élő lényre, a Wake Forest csapata átültette a GCR-besugárzott HSC-ket egerekbe.
Az egerek továbbfejlesztették a T-sejt akut lymphoblastic leukémiát . A csapat ezt az első demonstrációt írta le, hogy a mély űrtartalmú sugárzás növelheti a leukémia kockázatát az emberekben.
A T-sejt akut limfoblasztikus leukémiái (T-ALLs) agresszív vérrákok, amelyek a T-sejtek vagy a T-limfociták néven ismert fehérvérsejtek kialakulásának rosszindulatú változásaiból erednek. A T-ALL a gyermekkorú ALL és a felnőtt ALL 25 százalékát teszi ki 10 százalékról 15 százalékra. A T-ALL-ben szenvedő betegek gyakran csontvelővel rendelkeznek, amely az éretlen T-sejt limfoblasztokkal, valamint a magas fehérvérsejtszámokkal, a mellkas területének daganataival és a központi idegrendszer gyakori részvételével alakult ki a diagnózis idején. A betegeknél 75% feletti gyógyulási arányt és felnőttkorban 50% -ot észleltek.
Bottom Line az egér vizsgálatából
A kutatók eredményei arra engedtek következtetni, hogy a leukémia kialakulásakor a sugárzás két különböző hatása lehetett a munka során. Először is, a HSC-k genetikai károsodása közvetlenül vezethet a leukémia kialakulásához. Másodszor, a sugárzás szintén károsította a HSC-k azon képességét, hogy új T és B sejteket hozzanak létre, amelyek mindegyike olyan fehérvérsejtek, amelyek részt vehetnek a külföldi behatolók, mint például a baktériumok elleni küzdelemben, hanem a tumorsejtek is. Tehát nemcsak az őssejtekben előforduló genetikai változások vezetnek leukémia kialakulásához, hanem csökkent immunrendszere is van abban a tekintetben, hogy képes felszámolni a sugárzás által kiváltott mutációkból származó rosszindulatú sejteket.
> Források
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. A kozmikus sugárzás időbeli profilja az EXPOZÍCIÓ-E küldetés alatt: Az R3DE eszköz. Asztrobiológia . 2012-ben; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. A T-sejt akut lymphoblastic leukémia molekuláris alapja. J Clin Invest . 2012-ben; 122 (10): 3398-3406.