Galaktične kozmične žarke - samo nekateri izzivi misije Mars
Ali bodo astronavti misije Mars Mission razvili levkemijo s svojega potovanja na Rdeči planet? Morda se zdi, kot čudno vprašanje, vendar študije, ki jih financira NASA, iščejo vse vrste stvari v pripravi na to, kar bi lahko bil še en velik korak za človeštvo - potovanje na Mars s posadko. Potovanje s posadko človeških bitij se lahko začne šele v 2030-ih. Obstajajo različne faze tega pomembnega projekta, načrtovanje in raziskave pa so se že začele.
Ogledate si lahko vse načrte, vključno s tremi različnimi fazami raziskovanja, na NASA-jevem spletnem mestu »Potovanje na Mars«.
Posadka misije na Mars prihaja z veliko nevarnosti, nekateri znani in nekateri morda neznani. Ena od skrbi za prihodnje potnike je vpliv globokega sevanja na zdravje ljudi. V novi študiji, ki jo financira NASA, so raziskovalci ugotovili, da lahko globlje vesoljsko sevanje povečuje tveganje za nastanek levkemije pri astronavtih, ki jih povzročajo spremembe vitalnih matičnih celic v kostnem mozgu, ki povzročajo vse nove krvničke v telesu.
Sevanje Od rentgenskih žarkov in skeniranja CT
Izpostavljenost sevanju ima s tem potencialno škodo . Obstaja ionizirajoče sevanje in neionizirajoče sevanje.
Medtem ko je neionizirajoče sevanje, tako kot UV žarki od sonca, lahko škodljivo, se lahko običajno zaščitite pred tovrstnim sevanjem zelo enostavno. Ionizirajoče sevanje se je težje izogniti. Ionizirajoče sevanje se lahko premika skozi snovi in spremeni naboj atomov v okoliškem materialu.
Delci, povezani z ionizirajočim sevanjem v vesolju, prihajajo iz ujetih delcev sonde (Van Allen Belts), kozmičnih žarkov in delcev sončne svetlobe.
V primeru sevanja, ki se uporablja za zdravljenje raka, se prednosti terapevtskega ionizirajočega sevanja (ubijanja rakavih celic) pretehtajo glede na tveganja, ki jih povzroča takšna izpostavljenost, kot so kratki in dolgotrajni zapleti, vključno z nastankom novih malignih bolezni pozneje.
Podobno izpostavljenost sevanju v rentgenskih žarkih in CT skeniranjeh ne potekajo rahlo, saj lahko kumulativne in nepotrebne izpostavljenosti medicinskemu in diagnostičnemu sevanju dodajo tudi življenjsko tveganje za maligno bolezen osebe .
Sevanje iz galaktičnih kozmičnih žarkov
Sevanje je v bistvu potujoča energija, galaktični kozmični žarki (GCR) pa so ena od oblik sevanja, ki je zelo zanimiva, saj se nanaša na vesoljsko potovanje. GCR-ji večinoma prihajajo zunaj našega sončnega sistema, a ponavadi iz naše galaksije v Milky Way. GCR so v bistvu težki, visokonergijski ioni elementov, ki so odvzeli vse svoje elektrone med prehodom galaksije pri skoraj hitrosti svetlobe.
Sevanje globokega prostora se razlikuje od tistega, kar doživljamo na površini Zemlje - ali celo na nizki Zemljini orbiti - ker obstaja veliko več "prometa" visoko energijskih galaktičnih kozmičnih žarkov zunaj sevanja poleg sončnih dogodkov in od sevalne pasove, ki so bližje domu. Zemlja ima sevalne pasove, imenovane pasove Van Allen, ki se raztezajo na približno 1.000 do 60.000 kilometrov nad površino.
Zemljino magnetno polje odvaja sevanja in ščiti zemeljsko atmosfero pred uničenjem, vendar misija Mars zahteva globoko vesoljsko potovanje.
Še več, Mars je izgubil svoje magnetno polje milijarde let nazaj, tako da ljudje, ki so sčasoma stopili na rdečo planoto, jih takšne zaščite ne bodo čakali. NASA se dobro zaveda teh nevarnosti in dela na morebitnih rešitvah. Znanstveniki NASA so celo postavili možnost ustvarjanja umetnega magnetnega polja okoli Marsa, da bi zaščitili prihodnje misije.
Kakšne galaktične kozmične žarke lahko storijo ljudem?
Vpliv sevanja na človeka v vesolju se preučuje na več različnih načinov in ni le levkemija in maligna bolezen, o kateri se ukvarjajo znanstveniki. NASA vodi tudi študije, ki se ukvarjajo z vesoljskimi astronavti, kako lahko takšne izpostavljenosti vplivajo na spoznanje in vedenje ter kako se geni odzovejo na sevanje - in natančneje, katere gene se vključijo in katere gene se izklopijo s takimi izpostavljenostmi.
Življenje na Marsu bi lahko povzročilo večje tveganje za levkemijo, glede na podatke, ki jih je zbirala raziskovalna ekipa Medical Medical Center Baptist Wake Forest. Skupina je raziskala morebitne vplive globokega sevanja na specifične človeške hematopoetske izvorne celice (HSCs). HSC so pravzaprav iste matične celice, o katerih ste morda slišali, v nekaterih primerih uporabljajo kot zdravljenje raka.
Kadar ima bolnik visok kemoterapevtski odmerek, načrtovan za uničenje rakavih celic, lahko tudi kemoterapija vzame svoj delež na matične celice. Zaradi tega se lahko izvede presaditev kostnega mozga ali presaditev hematopoetskih matičnih celic , s čimer se poveča sposobnost bolnika, da dobi nov začetek z zdravimi, novimi krvotvornimi celicami. To so zelo enake krvotvorne celice v vašem kostnem mozgu, ki proizvajajo vse vaše nove krvne celice, kot se stara tvorijo. Zrele celice v krvi vključujejo rdeče celice, ki prehajajo kisik iz pljuč v ostalo telo, pa tudi v bele celice, ki pomagajo pri okužbi in malignosti.
Ekipa v Wake Forestu je te krvotvorne HSC od zdravih darovalcev, starih med 30 in 55 let, izpostavila simuliranim sevanjem in GCR-ji, kot so žarki, ki naj bi bombardirali astronavte med misijo na Marsu. Analizirali so celice v laboratoriju in ugotovili, da je sevanje vplivalo na celice na ravni izvornih celic, kar je povzročilo mutacije v genih, ki so vplivale na njihovo sposobnost, da se razvijejo v zrele krvničke. Izpostavljenost sevanju je zmanjšala sposobnost matičnih celic za proizvodnjo skoraj vseh vrst krvnih celic, njihova sposobnost, da se nove celice pogosto zmanjša za kar 60 do 80 odstotkov, pravi Christopher Porada, višji raziskovalec projekta.
Kakšno zmanjšanje krvnih celic bi lahko pomenilo za astronavte je nekaj, kar mnogi bolniki s krvjo raka že vedo - zmanjšanje števila rdečih krvnih celic lahko povzroči anemijo , s simptomi, kot so utrujenost, šibkost, kratka sapa in slaba toleranca telesne vadbe. Zmanjšanje belih krvnih celic lahko zmanjša imunsko obrambo telesa, povečuje občutljivost za okužbo. In zmanjšanje števila trombocitov lahko povzroči, da je oseba bolj nagnjena k strjevanju in krvavitvam, z nenormalnimi modricami ali krvavitvijo.
Uporaba miške, če želite izvedeti več
Pogosto v medicinskih raziskavah ugotovitve, ki se zdijo v laboratoriju v resnici ne morejo razmnoževati ali preverjati, če je pomembno, v resničnem, živem človeku, ki diha, ali miši, s katerim začnete. Da bi pridobili vpogled v to, kako bi lahko izpostavljenost sevanju izgledala v živem bitju, je ekipa v Wake Forestu presadila HCR-obsevane HSC v miši.
Pri miših so razvili akutno limfoblastno levkemijo T-celice . Ekipa je to opisala kot prvo demonstracijo, da lahko sevanje v globokem vesolju poveča tveganje za levkemijo pri ljudeh.
Akutne limfoblastne levkemije T-celice (T-ALL) so agresivne krvne rake, ki so posledica malignih sprememb v celicah, ki povzročajo T-celice ali belih krvnih celic, znanih kot T-limfociti. T-ALL predstavlja 10 do 15 odstotkov otroštva VSE in 25 odstotkov odraslih VSE. Bolniki s T-ALL imajo pogosto kostni mozeg, ki je postal zapakiran z nezrelimi limfoblastnimi celicami T, kot tudi visokim številom belih krvnih celic, tumorji v predelu prsnega koša in pogostim vključevanjem osrednjega živčnega sistema v času diagnoze. S to boleznijo so bile ugotovljene stopnje izločanja več kot 75 odstotkov pri otrocih in približno 50 odstotkov pri odraslih.
Bottom Line Iz študije miške
Ugotovitve preiskovalcev so jim omogočile, da ugotovijo, da sta se pri pojavu levkemije lahko pojavila dva različna učinka sevanja. Prvič, ugotovili so genetsko škodo HSC, bi lahko neposredno vodili do razvoja levkemije. Drugič, sevanje je poslabšalo tudi sposobnost HSC-ov, da izdelajo nove celice T in B, ki sta bele krvničke, ki se lahko vključijo v boj proti tujim napadalcem, kot so bakterije, pa tudi tumorske celice. Torej, ne samo, da imate genetske spremembe v izvornih celicah, ki lahko vodijo do levkemije, vendar imate tudi okuženi imunski sistem v zvezi z njegovo sposobnostjo odstranjevanja malignih celic, ki nastanejo zaradi mutacij, ki jih povzroča sevanje.
> Viri
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Časovni profil izpostavljenosti kozmičnemu sevanju med misijo EXPOSE-E: Instrument R3DE. Astrobiologija . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Molekulska osnova akutne limfoblastne levkemije T celice. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.