Galaktičke kosmičke zrake - samo neki od izazova misije Mars
Da li će astronauti Mars misije razviti leukemiju sa svog putovanja na Crvenu planetu? Možda zvuči kao čudno pitanje, ali studije koje finansira NASA razmatraju sve vrste stvari u pripremi za ono što može biti još jedan ogroman skok za čovečanstvo - putovanje na Mars. Putovanje sa posadom ljudskih bića može početi još u 2030-tim. Postoje različite faze ovog važnog projekta, a planiranje i istraživanje su već započete.
Možete videti sve planove, uključujući i tri različite faze istraživanja, na NASA-ovom "Putu do Marsa".
Poslanička misija na Mars dolazi sa mnogo opasnosti, neke poznate i neke možda nepoznate. Jedna od zabrinutosti za buduće putnike je uticaj dubokog zračenja na ljudsko zdravlje. U novoj studiji koju je finansirala NASA, istraživači su otkrili da zračenje dubokih svemira može povećati rizik od leukemije kod astronauta, izazvanih promjenama vitalnih matičnih ćelija u koštanoj srži koja dovodi do novih krvnih ćelija u organizmu.
Radijacija Od rentgenskih zraka i CT skeniranja
Izlaganje radijacijom nosi sa sobom mogućnost nanošenja štete . Postoji jonizujuće zračenje i nejonizujuće zračenje.
Dok nejonizujuće zračenje, poput onih UV zračenja od sunca, može biti štetno, obično se možete lako zaštititi od ove vrste zračenja. Ionizujuće zračenje teže izbjegava. Jonizirajuće zračenje može da se kreće kroz supstance i promeni punjenje atoma u okolnom materijalu.
Čestice koje se odnose na jonizujuće zračenje u prostoru potiču od uhvaćenih čestica radijacionih pojaseva (Van Allen Belts), kosmičkih zraka i čestica sunčevog zračenja.
U slučaju zračenja koja se koristi za lečenje raka, koristi terapijskih jonizujućih zračenja (ubijanje ćelija raka) se odmeravaju od rizika od takvog izlaganja, kao što su kratke i dugotrajne komplikacije, uključujući pojavu novih malignih godina kasnije.
Isto tako, izlaganje radijaciji u rendgenskim snimcima i CT skeniranje se ne uzima lagano, jer kumulativne i nepotrebne ekspozicije do medicinskog i dijagnostičkog zračenja mogu takođe dodati riziku od maligniteta u životu osobe.
Radiacija iz galaktičkih kosmičkih zraka
Radijacija je u osnovi energija putovanja, a galaktički kosmički zraci (GCR) su jedna od oblika zračenja koja je od velikog interesa jer se odnosi na putovanje kroz svemir. GCR uglavnom dolaze izvan našeg solarnog sistema, ali uglavnom iz naše Galaksije Mlečnog puta. GCR su u suštini teški, visokonergijski joni elemenata koji su oduzeli sve svoje elektrone dok su prolazili kroz galaksiju skoro brzinom svetlosti.
Radijacija dubokog prostora se razlikuje od onoga što doživljavamo na površini Zemlje - ili čak i na niskoj Zemljinoj orbiti - jer postoji mnogo više "saobraćaja" visokoenergetskih galaksijskih kosmičkih zraka tamo, pored zračenja iz solarnih događaja i iz zaštitne trake koje su bliže kući. Zemlja ima zračne trake nazvane Van Allen pojasevi koji proširuju oko 1.000 do 60.000 kilometara iznad površine.
Zemljino magnetno polje odbija radijaciju i štiti Zemljinu atmosferu od uništenja, ali misija Mars zahteva duboku svemirsku vožnju.
Štaviše, Mars je izgubio svoje magnetsko polje milijardama godina, tako da će ljudi koji su konačno stigli na Crvenu planetu, neće biti takve zaštite koja ih čeka. NASA je dobro upoznata sa ovim opasnostima i radi na mogućim rešenjima. Naučnici NASA-a čak su podigli mogućnost stvaranja veštačkog magnetskog polja oko Marsa kako bi zaštitili buduće misije.
Šta mogu galaktičke kosmičke zrake učiniti ljudima?
Uticaj zračenja na ljude u svemiru se ispituje na više različitih načina, a ne samo leukemija i malignost na koje su naučnici zabrinuti. NASA takođe sprovodi studije koje istražuju astronavte koji se bave spacewalkingom, kako takva izloženost može uticati na kognitivnost i ponašanje i kako geni reaguju na zračenje - i konkretno, koji geni su uključeni i koji geni su isključeni iz takvih izloženosti.
Život na Marsu može dovesti do povećanog rizika od leukemije, prema podacima koje je prikupio istraživački tim iz Medicinskog centra Wake Forest Baptist. Grupa je istraživala potencijalne uticaje zračenja dubokog prostora posebno na humane hematopoetske matične ćelije (HSCs). HSC su ustvari iste matične ćelije koje ste možda čuli o tome, u nekim slučajevima se koriste kao lečenje karcinoma.
Kada pacijent ima visoke doze hemoterapije planiraju da ubija ćelije karcinoma, hemo može uzeti i svoj novac na matične ćelije. Zbog toga se mogu izvršiti transplantacije koštane srži ili transplantacije hematopoetskih matičnih ćelija kako bi se povećala sposobnost pacijenta da dobije novi početak sa zdravim, novim krvotvornim ćelijama. Ovo su iste krvotvorne ćelije u vašoj koštanoj srži koja proizvode sve svoje nove krvne ćelije dok se stariji izdržavaju. Zrele ćelije u krvi uključuju crvene ćelije koje prelaze kiseonik iz pluća na ostatak svog tela, ali i bele ćelije koje pomažu u borbi protiv infekcije i maligniteta.
Tim u Wake Forest-u je ove krvotvorne HSC-a uzimao od zdravih donatora u dobi između 30 i 55 godina i izložio ih simuliranim zračenjima i GCR-ovima poput zraka koji bi trebalo da bombarduju astronaute tokom misije Mars. Nakon toga analizirali su ćelije u laboratoriji i ustanovili da je zračenje uticalo na ćelije na nivou matičnih ćelija, uzrokujući mutacije u genomima koji su uticali na njihovu sposobnost da se razviju u zrele krvne ćelije. Izlaganje radijacijom je smanjilo sposobnost matičnih ćelija da proizvode gotovo sve vrste krvnih zrnaca, a njihov kapacitet za stvaranje novih ćelija često je smanjen za čak 60 do 80 odsto, kaže Christopher Porada, viši istraživač na projektu.
Ono što takvo smanjenje krvnih zrnaca može značiti za astronaute je nešto što mnogi pacijenti u krvnom panku već znaju - smanjenje crvenih krvnih zrnaca može izazvati anemiju , sa simptomima kao što su umor, slabost, otežano dišu i loša tolerancija vežbanja. Smanjenje bijelih krvnih zrnaca može smanjiti imunološku odbranu tijela, povećavajući podložnost infekciji. A smanjenje trombocita može dovesti do toga da je osoba sklonija problemima krvarenja i krvarenja, sa abnormalnim modricama ili krvarenjem.
Koristite miševe da biste saznali više
Često u medicinskim istraživanjima, otkrića koja se, kako izgleda, drže istinite u laboratoriji ne mogu se reproducirati ili verifikovati kada je to važno, u stvarnom, živom dišu čoveku - ili mišu za početak. Da bi pokušali da steknu uvid u to kako izloženost radijaciji može izgledati u živom biću, tim u Wake Forest-u je transplantirao GCR-ozračene HSC u miševe.
Miši su nastavili da razvijaju akutnu limfoblastnu leukemiju T-ćelija . Tim je ovo opisao kao prvu demonstraciju da sondiranje u dubokom prostoru može povećati rizik od leukemije kod ljudi.
Akutne limfoblastne leukemije T-ćelija (T-ALLs) su agresivne karcinome krvi, nastale usled malignih promena ćelija koje dovode do T-ćelija, ili bijelih krvnih ćelija poznatih kao T-limfociti. T-ALL učestvuje sa 10 do 15 procenata djetinjstva SVE i 25 procenata odraslih ALL. Pacijenti sa T-ALL-om često imaju koštanu srž koja je postala nepromijenjena limfoblastima T ćelija, visokim brojem bijelih krvnih zrnaca, tumorima u predelu grudnog koša i čestim uključivanjem centralnog nervnog sistema u vreme dijagnoze. Stopa izlečenja preko 75 posto kod djece i oko 50 posto kod odraslih je zabilježena kod ove bolesti.
Donja linija iz istraživanja miševa
Nalazi istražitelja su im omogućili da zaključe da su u nastanku leukemije mogli raditi dva različita efekta zračenja. Prvo, pronašli su genetsko oštećenje HSC-a mogli bi direktno dovesti do razvoja leukemije. Drugo, zračenje je takođe oštetilo sposobnost HSCs-a da naprave nove T i B ćelije, od kojih su bele krvne ćelije koje mogu biti uključene u borbu protiv stranih osvajača poput bakterija, ali i tumorskih ćelija. Dakle, ne samo da imate genetske promene u matičnim ćelijama koje mogu dovesti do leukemije, već imate i oštećeni imuni sistem u pogledu njegove sposobnosti da eliminišete maligne ćelije koje proizlaze iz mutacija izazvane radiacijom.
> Izvori
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, i sar. Vremenski profil izloženosti kosmičkog zračenja tokom misije EXPOSE-E: Instrument R3DE. Astrobiologija . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Molekularna osnova akutne limfoblastne leukemije T ćelija. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.