Galaktické kozmické žiarenie - len niektoré z výziev misie Mars
Bude Mars misie astronauti rozvíjať leukémia z cesty na Červenú planétu? Môže to znieť ako zvláštna otázka, ale výskumy financované NASA sa zameriavajú na všetky druhy vecí, ktoré sa pripravujú na to, čo môže byť ďalší obrovský skok pre ľudstvo - sprievodný výlet na Mars. Cesta s posádkou ľudských bytostí môže začať už v 30-tych rokoch 20. storočia. Existujú rôzne fázy tohto dôležitého projektu a plánovanie a výskum už začali.
Môžete si pozrieť všetky plány vrátane troch rôznych fáz prieskumu na stránke "Journey to Mars Overview" spoločnosti NASA.
Observovaná misia na Marse prichádza s mnohými nebezpečenstvami, niektoré známe a niektoré možno neznáme. Jednou z obáv pre budúcich cestujúcich je vplyv radiačného hlbokého vesmíru na ľudské zdravie. V novej štúdii financovanej NASA výskumníci zistili, že hlboké vesmírne žiarenie môže zvýšiť riziko leukémie u astronautov, spôsobené zmenami nevyhnutných kmeňových buniek v kostnej dreni, ktoré vedú k vzniku všetkých nových krviniek v tele.
Žiarenie z röntgenových lúčov a CT snímok
Expozícia žiarením má s ním potenciál poškodiť . Existuje ionizujúce žiarenie a neionizujúce žiarenie.
Zatiaľ čo neionizujúce žiarenie, ako tie slnečné UV žiarenie, môže byť škodlivé, môžete sa jednoducho chrániť pred týmto druhom žiarenia. Je ťažšie sa vyhnúť ionizujúcemu žiareniu. Ionizujúce žiarenie sa môže pohybovať látkami a meniť náboj atómov v okolitom materiáli.
Častice spojené s ionizujúcim žiarením v priestore pochádzajú z častíc zachyteného pásma žiarenia (pásy Van Allen), kozmického žiarenia a častíc slnečného žiarenia.
V prípade žiarenia používaného na liečbu rakoviny sú prínosy terapeutického ionizujúceho žiarenia (zabíjanie rakovinových buniek) zvážené proti rizikám vyplývajúcim z takejto expozície, ako sú krátkodobé a dlhodobé komplikácie vrátane vzniku nových malignít o niekoľko rokov neskôr.
Podobne sa vystavenie žiareniu röntgenovými lúčmi a CT skenom neberie ľahko, pretože kumulatívne a zbytočné vystavenie lekárskemu a diagnostickému žiareniu môže tiež prispieť k celoživotnému riziku malignity .
Žiarenie z galaktických kozmických žiarov
Žiarenie je v podstate energiou cestovania a galaktické kozmické žiarenie (GCR) sú jednou z foriem žiarenia, ktoré je veľmi zaujímavé, pretože sa týka cestovania v priestore. GCR väčšinou pochádza z vonkajšej strany našej slnečnej sústavy, ale zvyčajne z našej galaxie Mliečnej dráhy. GCR sú v podstate ťažké, vysokoenergetické ióny prvkov, ktoré odobrali všetky svoje elektróny, keď prešli cez galaxiu takmer rýchlosťou svetla.
Ožiarenie hlbokého priestoru sa líši od toho, čo žijeme na povrchu Zeme - alebo dokonca na nízkej obežnej dráhe Zeme - pretože tam je oveľa väčšia "premávka" vysokoenergetických galaktických kozmických lúčov, okrem žiarenia zo slnečných udalostí a radiačné pásy, ktoré sú bližšie k domovu. Zem má radiačné pásy nazývané pásy Van Allen, ktoré sa rozprestierajú asi 1000 až 60 000 kilometrov nad povrchom.
Zemské magnetické pole odráža ožiarenie a chráni zemskú atmosféru pred ničením, ale misia Marsu si vyžaduje cestu do vesmíru.
Navyše, Mars stratil svoje magnetické pole pred miliardami rokmi, takže pre ľudí, ktorí nakoniec stúpali na Červenú planétu, nebude na nich čakať taká ochrana. NASA si uvedomuje tieto nebezpečenstvá a pracuje na možných riešeniach. Vedci NASA dokonca vzbudili možnosť vytvoriť umelé magnetické pole okolo Marsu na ochranu budúcich misií.
Čo môžu galaktické vesmírne lúče robiť ľuďom?
Vplyv žiarenia na človeka vo vesmíre sa skúma mnohými rôznymi spôsobmi a vedci sa obávajú nielen leukémie a malignity. NASA tiež uskutočňuje štúdie zamerané na vesmírnych astronautov, ako môžu takéto expozície ovplyvniť poznanie a správanie a ako gény reagujú na ožiarenie - a konkrétne, na ktoré gény sa zapínajú a na ktoré gény sa takéto expozície vypínajú.
Život na Marse by mohol priniesť zvýšené riziko leukémie, podľa údajov zhromaždených výskumným tímom z Wake Forest Baptist Medical Center. Skupina skúmala potenciálne vplyvy žiarenia hlbokého vesmíru špecificky na ľudské krvotvorné kmeňové bunky (HSC). HSC sú v skutočnosti tie isté kmeňové bunky, o ktorých ste možno počuli, ktoré sa v niektorých prípadoch používajú ako liečba rakoviny.
Ak pacient má vysoké dávky chemoterapie plánuje zabiť rakovinové bunky, chemo môže tiež vyberať mýto na kmeňových bunkách. Z tohto dôvodu sa môžu uskutočniť transplantácie kostnej drene alebo transplantácie krvotvorných kmeňových buniek na zvýšenie schopnosti pacienta získať nový štart so zdravými novými krvotvornými bunkami. Jedná sa o tie isté krvotvorné bunky v kostnej dreni, ktoré produkujú všetky nové krvinky, ako staré opotrebovávajú. Zrelé bunky v krvi zahŕňajú červené krvinky, ktoré prenášajú kyslík z pľúc do zvyšku tela, ale aj bielych buniek, ktoré pomáhajú bojovať proti infekcii a malignancii.
Tím Wake Forest vzal tieto krvotvorné HSC od zdravých darcov vo veku od 30 do 55 rokov a vystavil im simulované žiarenie a GCR ako lúče, ktoré očakávajú bombardovanie astronautov počas misie Mars. Potom analyzovali bunky v laboratóriu a zistili, že ožiarenie postihlo bunky na úrovni kmeňových buniek, čo spôsobilo mutácie v génoch, ktoré ovplyvnili ich schopnosť rozvinúť sa do zrelých krviniek. Expozícia žiarením znížila schopnosť kmeňových buniek produkovať takmer všetky typy krviniek a ich kapacita na výrobu nových buniek bola často znížená až o 60 až 80 percent, povedal Christopher Porada, vedúci výskumník projektu.
Aké to môže znamenať také zníženie krvných buniek pre astronautov, to je niečo, čo mnohí pacienti o rakovine krvi už vedia - pokles červených krviniek môže spôsobiť anémiu , s príznakmi ako je únava, slabosť, dýchavičnosť a slabá tolerancia cvičenia. Zníženie počtu bielych krviniek môže znížiť imunitnú obranyschopnosť tela a zvýšiť náchylnosť na infekciu. A zníženie počtu krvných doštičiek môže spôsobiť, že osoba bude viac náchylná na problémy s zrážanlivosťou a krvácaním s abnormálnymi modrínami alebo krvácaním.
Použitie myší na zistenie trochu viac
Často sa v lekárskom výskume zistenia, ktoré sa zdajú byť pravdivé v laboratóriu, nemôžu byť reprodukované alebo overené, keď je to dôležité, v reálnej, žijúcej dychovej ľudskej bytosti - alebo myši. Aby sa pokúsil získať prehľad o tom, ako môže radiačná expozícia vyzerať v živote, tím Wake Forest transplantoval HSC ožiarené GCR do myší.
Myši pokračovali v rozvoji akútnej lymfoblastickej leukémie T-buniek . Tím popísal toto ako prvú demonštráciu, že radiačné ožarovanie môže zvýšiť riziko leukémie u ľudí.
Akútne lymfoblastické leukémie T-buniek (T-ALLs) sú agresívne krvné karcinómy, ktoré sú výsledkom malígnych zmien v bunkách, ktoré vedú k vzniku T-buniek alebo bielych krviniek známych ako T-lymfocyty. T-ALL tvorí 10 až 15 percent detského ALL a 25 percent dospelých ALL. Pacienti s T-ALL majú často kostnú dreň, ktorá sa stala zabalenou nezrelými lymfoblastmi T buniek, ako aj vysoký počet bielych krviniek, nádory v oblasti hrudníka a časté postihnutie centrálneho nervového systému v čase diagnostiky. Miera vyliečenia u detí nad 75% a u dospelých približne 50% bola pozorovaná pri tejto chorobe.
Spodná línia z myšej štúdie
Zistenia vyšetrovateľov im umožnili dospieť k záveru, že pri výskyte leukémie sa môžu vyskytnúť dva rôzne účinky ožiarenia. Po prvé, zistili, že genetické poškodenie HSC môže priamo viesť k vzniku leukémie. Po druhé, ožiarenie tiež narušilo schopnosť HSC vytvoriť nové T a B bunky, z ktorých obe sú bielych krviniek, ktoré sa môžu podieľať na boji proti cudzím útočníkom, ako sú baktérie, ale aj nádorové bunky. Takže nielenže máte genetické zmeny v kmeňových bunkách, ktoré môžu viesť k leukémii, ale máte tiež narušený imunitný systém, pokiaľ ide o jeho schopnosť eliminovať zhubné bunky, ktoré vznikajú pri mutáciách vyvolaných žiarením.
> Zdroje
> Dachev T, Horneck G, Häder DP a kol. Časový profil expozície kozmického žiarenia počas expozície EXPOSE-E: Nástroj R3DE. Astrobiológia . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Molekulárny základ akútnej lymfoblastickej leukémie T buniek. J Clin Invest . 2012, 122 (10): 3398-3406.