Galaktiset kosmiset rakeet - vain osa Marsin lähetystyön haasteista
Voivatko Marsin astronautit kehittää leukemiaa matkastaan punaiseen planeettaan? Se saattaa kuulostaa kummalliselta kysymykseltä, mutta NASA: n rahoittamat tutkimukset tutkivat kaikenlaisia asioita valmistautuessaan siihen, mikä voi olla toinen jättiläishäiriö ihmiskunnalle - miehitetty matka Marsille. Matkustaminen miehistön kanssa voi alkaa vasta 2030-luvulla. Tässä tärkeässä projektissa on erilaisia vaiheita, ja suunnittelu ja tutkimus on jo alkanut.
Voit tarkastella kaikkia suunnitelmia, mukaan lukien kolme eri etsintävaihetta, NASAn "Journey to Mars Overview" -sivustolla.
Lähetetty Marsin miehistöön liittyy monia vaaroja, joista jotkut ovat tunnettuja ja jotkut ehkä tuntemattomia. Yksi tulevien matkustajien huolenaiheista on syvän avaruustutkimuksen vaikutus ihmisen terveyteen. Uudessa NASA: n rahoittamassa tutkimuksessa tutkijat ovat havainneet, että syvän avaruustutkimuksen ansiosta astronauttien riski saattaa aiheuttaa leukemian vaaraa, joka johtuu muutoksista elintärkeisiin kantasoluihin luuytimessä, jotka aiheuttavat kehon kaikkiin uusiin verisoluihin.
Säteily X-säteiltä ja CT-skannauksilta
Säteilyaltistus aiheuttaa sen mahdollisuuden vahingoittaa . On ionisoivaa säteilyä ja ei-ionisoivaa säteilyä.
Vaikka ei-ionisoiva säteily, kuten ne auringon UV-säteet voivat olla haitallisia, voit yleensä suojata itsesi tämän tyyppisestä säteilystä melko helposti. Ionisoivaa säteilyä on vaikeampi välttää. Ionisoiva säteily voi liikkua aineiden läpi ja muuttaa atomien varautumista ympäröivässä materiaalissa.
Avaruudessa ionisoivaan säteilyyn liittyvät hiukkaset tulevat kiinni jääneistä säteilyhihnan hiukkasista (Van Allen -hihnoista), kosmisista säteistä ja auringonpalamispartikkeleista.
Syövän hoitoon käytettävän säteilyn tapauksessa terapeuttisen ionisoivan säteilyn (syöpäsolujen lopettamisen) edut punnitaan tällaisesta altistuksesta aiheutuvista riskeistä, kuten lyhyt- ja pitkäkestoisista komplikaatioista, mukaan lukien uusien maligniteettivuosien syntyminen myöhemmin.
Samoin säteilyn säteilyä röntgensäteissä ja CT-skannauksissa ei oteta lainkaan, koska kumulatiiviset ja tarpeettomat altistukset lääketieteelliselle ja diagnoosiselle säteilylle voivat myös lisätä ihmisen elinajan riskiä maligniteettiin .
Säteily galaktisista kosmisista säteilystä
Säteily on pohjimmiltaan liikkuvaa energiaa, ja galaktiset kosmiset säteet (GCR) ovat eräs säteilymuoto, joka on erittäin kiinnostavaa, koska se liittyy avaruusmatkaan. GCR: t tulevat enimmäkseen aurinkokunnan ulkopuolelta, mutta yleensä Linnunradan galaksista. GCR ovat olennaisilta osiltaan raskas, korkea-energia-ioni elementtejä, jotka ovat saaneet kaikki elektronit otettu pois, kun he kulkivat galaksin lähes valonopeudella.
Syvän tilan säteily on erilainen kuin mitä me koemme maapallon pinnalla - tai jopa matalassa maapallon kiertoradalla - koska siellä on paljon enemmän "liikennettä" suurenergisistä galaktisista kosmisista säteistä auringon tapahtumien säteilyn lisäksi jotka ovat lähempänä kotia. Maapallolla on Van Allenin hihnoja, jotka ulottuvat noin 1 000 - 60 000 kilometriä pinnan yläpuolelle.
Maapallon magneettikenttä poikkeaa säteilystä ja suojaa maapallon tunnelmaa tuhoamiselta, mutta Marsin tehtävä vaatii syvää avaruusmatkaa.
Lisäksi Mars menetti sen magneettikentän miljardeja vuosia sitten, joten ihmisille, jotka lopulta astuivat jalkaan punaiseen planeettaan, ei ole tällaista suojaa odottamassa niitä. NASA on hyvin tietoinen näistä vaaroista ja työskentelee mahdollisissa ratkaisuissa. NASAn tiedemiehet ovat jopa nostaneet mahdollisuuden luoda keinotekoinen magneettikenttä Marsin ympärillä tulevien tehtävien suojelemiseksi.
Mitä mahtava kosmiset rakeet voivat tehdä ihmisille?
Säteilyn vaikutusta ihmisiin avaruudessa tutkitaan monin eri tavoin, eikä tiedemiehiä ole vain leukemia ja pahanlaatuisuus. NASA tekee myös tutkimuksia, joissa tarkastellaan avaruusmiehiä astronauteja, miten tällaiset altistukset voivat vaikuttaa kognitioon ja käyttäytymiseen, ja miten geenit reagoivat säteilyyn - ja erityisesti, mihin geeneihin on päästy, ja mistä geeneistä tällaiset altistukset ovat pois päältä.
Marsin elämä saattaa lisätä leukemian riskiä Wake Forest Baptist Medical Centerin tutkimusryhmän keräämien tietojen mukaan. Ryhmä tutki syvän avaruustutkimuksen potentiaalisia vaikutuksia erityisesti ihmisen hematopoieettisiin kantasoluihin (HSC). HSC: t ovat itse asiassa juuri samoja kantasoluja, joita olette kuullut, joita käytetään joissakin tapauksissa syövän hoidossa.
Kun potilaalla on suuria annoksia kemoterapiaa, jonka tarkoituksena on tappaa syöpäsolut, kemo voi myös ottaa veronsa kantasoluille. Tämän takia voidaan toteuttaa luuydinsiirtoja tai hematopoieettisia kantasolujen siirtoja , jotta potilaan kyky saada uusi alku terveillä, uusilla verenmuodostusoluilla saadaan aikaan. Nämä ovat samat veren muodostavat solut luuytimessä, jotka tuottavat kaikki uudet verisolut, kun vanhat kuluvat. Veren kypsät solut sisältävät punasolut, jotka liikuttavat happea keuhkoista muualle kehosi, mutta myös valkoiset solut, jotka auttavat tartunnan ja maligniteetin torjumisessa.
Wake Forestin ryhmä otti nämä verenmuodostetut HSC: t 30-55-vuotiailta terveiltä luovuttajilta ja altisti heidät simuloidulle säteilylle ja GCR: ille, kuten säteet, joiden odotetaan pilkottavan astronautteja Mars-tehtävän aikana. He analysoivat laboratoriossa soluja myöhemmin ja havaitsivat, että säteily vaikutti soluihin kantasolustasolla aiheuttaen mutaatioita geeneissä, jotka vaikuttivat kykyyn kehittyä kypsiksi verisoluiksi. Säteilyaltistus vähensi kantasolujen kykyä tuottaa melkein kaikentyyppisiä verisoluja ja niiden kapasiteettia uusien solujen tuottamiseen väheni usein jopa 60-80 prosenttia, projektin vanhempi tutkija Christopher Porada.
Mitä tällainen verisolujen väheneminen voi merkitä astronauteille on jotain, mitä monet veren syöpäpotilaat tietävät - punasolujen väheneminen voi aiheuttaa anemiaa , johon liittyy oireita kuten väsymys, heikkous, hengenahdistus ja huono harjoittelutoleranssi. Valkosolujen väheneminen voi vähentää kehon immuunipuolustusta lisäämällä alttiutta infektioon. Ja verihiutaleiden väheneminen voi saada henkilön alttiimman hyytymisen ja verenvuodon ongelmille, epänormaalilla mustelmilla tai verenvuodolla.
Käyttämällä hiirtä löytää vähän enemmän
Usein lääketieteellisessä tutkimuksessa löydöksiä, jotka näyttävät toteen laboratoriossa, eivät ole toistettavissa tai todistettavissa, kun se on merkityksellistä, todellisessa elävässä hengittävässä ihmisessä - tai hiirellä, joka alkaa. Yrittäessään saada käsityksen siitä, miten säteilyaltistuminen voisi näyttää elävältä, Wake Forestin ryhmä siirsi GCR-säteilytetyt HSC: t hiiriksi.
Hiiret kehittivät T-solujen akuuttia lymfoblastista leukemiaa . Joukkue kuvaili tätä ensimmäiseksi mielenosoitukseksi, että syvän avaruustutkimus voi lisätä leukemian riskiä ihmisillä.
T-solujen akuutit lymfoblastiset leukemiat (T-ALLs) ovat aggressiivisia verisoluja, jotka johtuvat solujen pahanlaatuisista muutoksista, jotka aiheuttavat T-soluja tai T-lymfosyytteihin tunnettuja valkosoluja. T-ALL: n osuus on 10-15 prosenttia lapsityöstä ALL ja 25 prosenttia aikuisten ALL. T-ALL-potilailla on usein luuytimestä, joka on tullut täynnä kypsymättömiä T-solulymfoblasteja, sekä val- koisten verisolujen lukumäärää, rintakehän kasvaimia ja keskushermoston säännöllistä osallistumista diagnoosin aikaan. Lapsiin kohdistuu yli 75 prosenttia ja noin 50 prosenttia aikuisilla.
Hiiren tutkimuksen alaraja
Tutkijoiden havaintojen ansiosta he päättelivät, että leukemian syntymisessä saattaa olla ollut kaksi erilaista säteilyn vaikutusta. Ensinnäkin he löysivät geneettiset vauriot HSC: ille voisivat johtaa suoraan leukemian kehittymiseen. Toiseksi säteily heikensi myös HSC: iden kykyä tehdä uusia T- ja B-soluja, joista molemmat ovat valkosoluja, jotka voivat olla mukana ulkomaisten hyökkääjien, kuten bakteerien, torjumisessa, mutta myös kasvainsoluissa. Niinpä sinulla ei ole vain geneettisiä muutoksia kantasoluissa, jotka voivat johtaa leukemiaan, mutta sinulla on myös heikentynyt immuunijärjestelmä sen kyvystä poistaa säteilyn aiheuttamilta mutaatioilta peräisin olevia pahanlaatuisia soluja.
> Lähteet
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et ai. Kosmisen säteilyaltistuksen aika-profiili EXPOSE-E-tehtävän aikana: R3DE-väline. Astrobiologia . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. T-solujen akuutin lymfoblastisen leukemian molekylaarinen perusta. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.