Galaktické kosmické paprsky - jen některé z výzev Marsovy mise
Bude Mars Mission astronautů vyvíjet leukémii z cesty do Červené planety? Může to znít jako podivná otázka, ale studie financované NASA se zabývají všemi druhy věcí, které se připravují na to, co může být další obrovský skok pro lidstvo - sjednaný výlet na Mars. Cesta s posádkou lidských bytostí může začít už ve třicátých letech 20. století. Existují různé fáze tohoto významného projektu a plánování a výzkum již začaly.
Můžete si prohlédnout všechny plány, včetně tří různých fází průzkumu, na webu NASA "Journey to Mars Overview".
Posádka na Marsu přichází s mnoha nebezpečími, někteří známí a někteří možná neznámí. Jedním z obav pro budoucí cestující je dopad radikálního záření na lidské zdraví. V nové studii financované NASA výzkumníci zjistili, že hluboké vesmírné záření může zvýšit riziko leukémie u astronautů, které přináší změny vitálních kmenových buněk v kostní dřeni, které vedou ke vzniku všech nových krevních buněk v těle.
Záření z rentgenového záření a CT vyšetření
Expozice záření s sebou nese možnost uškodit . Existuje ionizující záření a neionizující záření.
Zatímco neionizující záření, stejně jako sluneční paprsky UV záření, může být škodlivé, obvykle se můžete snadno chránit před tímto druhem záření. Je těžší se vyhnout ionizujícímu záření. Ionizující záření se může pohybovat látkami a měnit náboj atomů v okolním materiálu.
Částice spojené s ionizujícím zářením v prostoru pocházejí ze zachycených částic radiačního pásu (pásy Van Allena), kosmických paprsků a částeček slunečního světlíku.
V případě záření, které se používá k léčbě rakoviny, jsou přínosy terapeutického ionizujícího záření (zabíjení rakovinných buněk) zváženy proti rizikům vyplývajícím z této expozice, jako jsou krátkodobé a dlouhodobé komplikace včetně výskytu nové malignity o několik let později.
Stejně tak není expozice zářením v rentgenových zářeních a CT vyšetřeních brána v úvahu, neboť kumulativní a zbytečné vystavení lékařskému a diagnostickému záření může také přispět k celoživotnímu riziku malignity .
Radiace z galaktických kosmických paprsků
Radiace jsou v podstatě energie cestujícími a galaktické kosmické záření (GCR) jsou jednou z druhů záření, která je velkým zájmem, protože se týká cestování vesmírem. GCR převážně pocházejí z vnější strany naší sluneční soustavy, ale obecně z naší galaxie Mléčné dráhy. GCR jsou v podstatě těžké, vysoce energetické ionty prvků, které měly všechny elektrony odebrané, když projely galaxií téměř rychlostí světla.
Ozařování hlubokého vesmíru se liší od toho, co zažíváme na povrchu Země - nebo dokonce na nízké oběžné dráze Země - protože tam je mnohem více "dopravy" vysoce energetických galaktických kosmických paprsků, kromě záření ze slunečních událostí az radiační pásy, které jsou blíže k domovu. Země má radiační pásy nazvané pásy Van Allen, které se rozprostírají asi 1000 až 60 000 kilometrů nad povrchem.
Zemské magnetické pole odráží záření a chrání zemskou atmosféru před ničením, ale mise Marsu vyžaduje cestování v hlubokém prostoru.
A co víc, Mars ztratil magnetické pole před miliardy lety, takže pro lidi, kteří nakonec vyrazili na Červenou planetu, nebude žádná taková ochrana na ně čekat. NASA si je dobře vědoma těchto nebezpečí a pracuje na možných řešeních. Vědci NASA dokonce zvedli vyhlídku na vytvoření umělého magnetického pole kolem Marsu, aby chránili budoucí mise.
Co můžou Galaktické kosmické paprsky dělat lidem?
Dopad radiace na člověka ve vesmíru se zkoumá mnoha různými způsoby a vědci se obávají nejen leukémie a malignity. NASA rovněž provádí studie, které se zabývají vesmírnými astronautiky, jak by takové expozice mohly ovlivnit poznání a chování a jak geny reagují na ozařování - a konkrétně, na které geny se zapínají a na které geny se tyto expozice vypínají.
Život na Marsu může přinést zvýšené riziko leukémie, podle údajů shromážděných výzkumným týmem z Wake Forest Baptist Medical Center. Skupina zkoumala potenciální dopady hlubokého vesmírného záření specificky na lidské hematopoetické kmenové buňky (HSC). HSC jsou ve skutečnosti velmi stejné kmenové buňky, o kterých jste možná slyšeli a které se v některých případech používají jako léčba rakoviny.
Když má pacient vysokou dávku chemoterapie, plánuje zabít rakovinové buňky, chemoterapie může také vybírat daň na kmenových buňkách. Z tohoto důvodu mohou být provedeny transplantace kostní dřeně nebo transplantace hematopoetických kmenových buněk , aby se zvýšila schopnost pacienta získat nový začátek se zdravými novými buňkami tvořícími krev. Jedná se o ty samé krvotvorné buňky ve vaší kostní dřeni, které produkují všechny vaše nové krevní buňky jako staré opotřebované. Zralé buňky v krvi zahrnují červené krvinky, které přenášejí kyslík z plic do zbytku těla, ale také bílé buňky, které pomáhají v boji s infekcí a malignitou.
Tým Wake Forest vzal tyto krevní tvářecí HSC od zdravých dárců ve věku 30 až 55 let a vystavil jim simulovanému záření a GCR jako paprsky, u nichž se očekávalo bombardování astronautů během mise Mars. Analyzovali buňky v laboratoři a zjistili, že záření postihlo buňky na úrovni kmenových buněk, což způsobilo mutace genů, které ovlivnily jejich schopnost rozvinout se do zralých krevních buněk. Expoziční záření snížilo schopnost kmenových buněk produkovat téměř všechny typy krevních buněk a jejich schopnost vytvářet nové buňky byla často redukována až o 60 až 80 procent, říká Christopher Porada, vedoucí výzkumný pracovník projektu.
Jaké takové snížení počtu krevních buněk může znamenat pro astronauty je něco, o čem ví již mnoho pacientů s rakovinou krevního původu - pokles červených krvinek může způsobit anémii , s příznaky jako únava, slabost, dechová slabost a špatná tolerance cvičení. Snížení počtu bílých krvinek může snížit imunitní obranu těla a zvýšit náchylnost k infekci. A snížení počtu krevních destiček může způsobit, že osoba je náchylnější k problémům s srážením a krvácením, s abnormálními modřinami nebo krvácením.
Pomocí myší zjistěte něco víc
Často v lékařském výzkumu nelze objevit nálezy, které se v laboratoři zdají být pravdivé, pokud je to důležité, v reálném, živém dýchacím člověku - nebo v myšce. Chcete-li se pokusit získat náhled na to, jak radiační expozice může vypadat v živé bytosti, tým Wake Forest transplantoval GCR ozařované HSC do myší.
Myši pokračovaly ve vývoji akutní lymfoblastické leukémie T-buněk . Tým popsal toto jako první demonstraci, že radiaci hlubokého vesmíru může u lidí zvyšovat riziko leukémie.
T-buněčné akutní lymfoblastické leukémie (T-ALLs) jsou agresivní kanyly krve vyplývající z maligních změn v buňkách, které vedou k tvorbě T-buněk nebo bílých krvinek známých jako T-lymfocyty. T-ALL představuje 10 až 15 procent dětských ALL a 25 procent dospělých ALL. Pacienti s T-ALL mají často kostní dřeň, která se naplnila nezralými T-lymfoblasty, stejně jako vysoký počet bílých krvinek, nádory v oblasti hrudníku a časté postižení centrální nervové soustavy v době diagnózy. U této nemoci byly u dětí pozorovány míry vyléčení nad 75% a u dospělých asi 50%.
Spodní linie od studie myši
Zjišťování vyšetřovatelů jim umožnilo dospět k závěru, že při vzniku leukémie se mohou objevit dva různé účinky radiace. Za prvé, zjistili, že genetické poškození HSC může přímo vést k rozvoji leukémie. Za druhé, záření také narušilo schopnost HSC vytvářet nové T a B buňky, z nichž obě jsou bílé krvinky, které se mohou podílet na boji s cizími útočníky, jako jsou bakterie, ale také nádorové buňky. Takže nejenže máte genetické změny v kmenových buňkách, které mohou vést k leukémii, ale máte také narušený imunitní systém, pokud jde o jeho schopnost eliminovat maligní buňky, které vznikají z radiačně indukovaných mutací.
> Zdroje
> Dachev T, Horneck G, Häder DP a kol. Časový profil expozice kosmického záření během poslání EXPOSE-E: Přístroj R3DE. Astrobiologie . 2012, 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Molekulární základ T-buněčné akutní lymfoblastické leukémie. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.