Galaktiese kosmiese strale - net 'n paar van die uitdagings van die Mars-sending
Sal Mars Mission astronauts leukemie ontwikkel van hul reis na die Rooi Planeet? Dit lyk dalk as 'n vreemde vraag, maar met NASA-befondsde studies kyk ons na allerhande dinge in voorbereiding vir wat nog 'n reuse sprong vir die mens kan wees - 'n bemande reis na die Mars. Die reis met 'n bemanning van mense kan so gou as die 2030's begin. Daar is verskillende fases van hierdie belangrike projek, en die beplanning en navorsing het reeds begin.
U kan al die planne, insluitend die drie verskillende fases van eksplorasie, op NASA se "Journey to Mars Overview" -werf bekyk.
Die bemande sending na Mars kom met baie gevare, sommige bekend en sommige miskien onbekend. Een van die bekommernisse vir toekomstige reisigers is die impak van diepstraling op menslike gesondheid. In 'n nuwe NASA-befondsde studie het navorsers bevind dat die diep ruimtestraling die risiko van leukemie in ruimtevaarders kan verhoog, wat veroorsaak word deur veranderinge aan vitale stamcellen in die beenmurg wat aanleiding gee tot alle nuwe bloedcellen in die liggaam.
Straling Uit X-strale en CT-skanderings
Stralingsblootstelling dra die potensiaal om skade te doen . Daar is ioniserende straling en nie-ioniserende straling.
Terwyl nie-ioniserende straling, soos die UV-strale van die son, skadelik kan wees, kan jy gewoonlik jouself van hierdie soort straling redelik maklik afskerm. Ioniserende straling is moeiliker om te vermy. Ioniserende straling kan deur middel van stowwe beweeg en die lading van die atome in die omliggende materiaal verander.
Die deeltjies wat verband hou met ioniserende straling in die ruimte, kom van gevriesde stralinggordeltjies (Van Allen Belts), kosmiese strale en sonkragpartikels.
In die geval van bestraling wat gebruik word om kanker te behandel , word die voordele van terapeutiese ioniserende bestraling (die kankerselle doodgemaak) geweeg teen die risiko's van sodanige blootstelling, soos kort- en langtermynkomplikasies, insluitend die opkoms van 'n nuwe maligniteitsjaar later.
Net so word die blootstelling aan bestraling in x-strale en RT-skanderings nie ligtelik geneem nie, aangesien kumulatiewe en onnodige blootstelling aan mediese en diagnostiese straling ook die risiko van maligniteit by 'n persoon kan verhoog .
Straling Van Galaktiese Kosmiese Stralings
Straling is basies reis energie, en galaktiese kosmiese strale (GCRs) is een vorm van bestraling wat van groot belang is aangesien dit verband hou met ruimtevaart. GCR's kom meestal van buite ons sonnestelsel, maar meestal van binne ons Melkweg-sterrestelsel. GCR is hoofsaaklik swaar, hoë-energie-ione van elemente wat al hul elektrone weggeneem het terwyl hulle die sterrestelsel byna by die spoed van lig verbysteek.
Die straling van die diep ruimte verskil van wat ons op die aarde se oppervlak ervaar, of selfs in 'n lae aardebaan. Want daar is veel meer "verkeer" van hoë-energie-galaktiese kosmiese strale daar buite, benewens straling van sonkrag en van die stralingsbande wat nader aan die huis is. Die Aarde het stralingsbande genaamd Van Allen-bande wat ongeveer 1000 tot 60 000 kilometer bokant die oppervlak uitsteek.
Die aarde se magnetiese veld deflekteer die straling en beskerm die Aarde se atmosfeer van vernietiging, maar 'n Mars-sending vereis diep ruimtetoerisme.
Mars het ook miljoene jare gelede sy magnetiese veld verloor, so vir mense wat uiteindelik voet op die Rooi Planeet sit, sal daar nie so 'n beskerming op hulle wag nie. NASA is goed bewus van hierdie gevare en werk aan moontlike oplossings. NASA wetenskaplikes het selfs die vooruitsig gestel om 'n kunsmatige magneetveld rondom Mars te skep om toekomstige missies te beskerm.
Wat kan galaktiese kosmiese strale aan mense doen?
Die impak van bestraling op mense in die ruimte word op verskeie maniere ondersoek, en dit is nie net leukemie en kwaadaardigheid wat wetenskaplikes bekommerd maak nie. NASA is ook besig om studies te doen oor ruimtewandelende ruimtevaarders, hoe sulke blootstelling kan kognisie en gedrag beïnvloed, en hoe gene reageer op bestraling - en spesifiek, watter gene word aangeskakel en watter gene word afgeskakel deur sulke blootstellings.
Die lewe op Mars kan 'n verhoogde risiko van leukemie bring, volgens data wat deur 'n navorsingspan van Wake Forest Baptist Mediese Sentrum versamel is. Die groep het die potensiële impakte van diep ruimtestraling, spesifiek op menslike hematopoietiese stamselle (HSC's), ondersoek. Die HSC's is eintlik dieselfde stamcellen wat jy dalk gehoor het wat in sommige gevalle as kankerbehandeling gebruik word.
Wanneer 'n pasiënt hoë dosisse chemoterapie beplan om die kankerselle dood te maak, kan die chemo ook sy tol op stamselle neem. As gevolg hiervan kan beenmurgoorplantings of hematopoietiese stamseloorplantings uitgevoer word om die pasiënt se vermoë te verbeter om 'n nuwe begin te kry met gesonde, nuwe bloedvormende selle. Dit is die selfde bloedvormende selle in jou beenmurg wat al jou nuwe bloed selle produseer soos die oues uitgegooi word. Die volwasse selle in die bloed sluit in die rooibloedselle wat suurstof van jou longe na die res van jou liggaam vervoer, maar ook die wit selle wat help om infeksie en kwaadaardigheid te beveg.
Die span by Wake Forest het hierdie bloedvormende HSC's van gesonde skenkers tussen 30 en 55 jaar oud en het hulle blootgestel aan gesimuleerde straling en GCRs soos die strale wat na verwagting tydens 'n Mars-sending sou word. Hulle het daarna die selle in die laboratorium ontleed en gevind dat die straling die selle op die stamselvlak beïnvloed het, wat mutasies veroorsaak het in die gene wat hul vermoë beïnvloed het om in volwasse bloedselle te ontwikkel. Die stralingsblootstelling het die stamselle se vermoë om bykans alle soorte bloedselle te verminder, verminder en hul vermoë om nuwe selle te maak, is dikwels verminder met soveel as 60 tot 80 persent, volgens Christopher Porada, 'n senior navorser op die projek.
Wat so 'n vermindering in bloedselle vir astronaute kan beteken, is dat baie pasiënte met bloedkanker reeds weet. Die afname in rooibloedselle kan bloedarmoede veroorsaak , met simptome soos moegheid, swakheid, kortasem en swak oefensoleransie. Die vermindering van witbloedselle kan die liggaam se immuunverdediging verminder, wat die vatbaarheid vir infeksie verhoog. En die vermindering in bloedplaatjies kan 'n persoon meer vatbaar maak vir stolling en bloeding, met abnormale kneusing of bloeding.
Gebruik Muise om 'n bietjie meer uit te vind
Dikwels in mediese navorsing, bevindings wat in die laboratorium blyk te wees, kan nie gereproduseer of geverifieer word as dit saak maak nie, in 'n ware, lewende asemhaling mens - of 'n muis om mee te begin. Om te probeer insig kry in hoe blootstelling aan straling in 'n lewende wese kan lyk, het die span by Wake Forest die GCR-bestraalde HSCs in muise oorgeplant.
Die muise het voortgegaan om T-sel akute limfoblastiese leukemie te ontwikkel . Die span het dit beskryf as die eerste demonstrasie dat diep ruimtestraling die leukemie risiko in mense kan verhoog.
T-sel akute limfoblastiese leukemieë (T-ALLE) is aggressiewe bloedkanker as gevolg van die kwaadaardige veranderinge in die selle wat aanleiding gee tot T-selle, of die witbloedselle bekend as T-limfosiete. T-ALLE verantwoordelik vir 10 persent tot 15 persent van die kinderjare ALL en 25 persent van volwasse ALLE. Pasiënte met T-ALLE het dikwels beenmurg wat vol onvolwasse T-sel limfoblaste is, asook hoë witbloedselle, gewasse in die borsgebied en gereelde betrokkenheid van die sentrale senuweestelsel tydens diagnose. Cure tariewe meer as 75 persent in kinders en ongeveer 50 persent in volwassenes is gesien met hierdie siekte.
Bottom Line From Mouse Study
Die ondersoekers se bevindings het hulle toegelaat om te besluit dat twee verskillende effekte van bestraling by die opkoms van die leukemie by die werk kon gewees het. Eerstens, het hulle gevind dat genetiese skade aan HSCs direk kan lei tot die ontwikkeling van leukemie. Tweedens het bestraling ook die vermoë van HSC's om nuwe T- en B-selle te maak, wat beide witbloedselle is wat betrokke kan wees in die stryd teen buitelandse indringers soos bakterieë, maar ook tumorcellen. Dus, nie net het jy die genetiese veranderinge in die stamselle wat kan lei tot leukemie nie, maar jy het ook 'n verswakte immuunstelsel ten opsigte van die vermoë om kwaadaardige selle wat uit stralingsgeïnduceerde mutasies ontstaan, uit te skakel.
> Bronne
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Tydprofiel van kosmiese stralingsblootstelling tydens die EXPOSE-E Missie: Die R3DE Instrument. Astrobiologie . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Die molekulêre basis van T-sel akute lymfoblastiese leukemie. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.