Sinar Cosmic Galactic-Hanya Beberapa Cabaran Misi Marikh
Adakah angkasawan Mars Marikh membangun leukemia dari perjalanan mereka ke Planet Merah? Ia mungkin seperti soalan yang aneh, tetapi kajian yang dibiayai oleh NASA melihat semua jenis perkara sebagai persiapan untuk apa yang mungkin satu lagi lompatan gergasi untuk umat manusia-perjalanan ke mancanegara. Perjalanan dengan krew manusia boleh bermula sebaik sahaja tahun 2030an. Terdapat fasa-fasa yang berlainan dalam projek ini, dan perancangan dan penyelidikan telah pun bermula.
Anda boleh melihat semua pelan, termasuk tiga fasa penerokaan yang berbeza, di laman "Perjalanan ke Tinjauan Mars" NASA.
Misi berawak ke Marikh datang dengan banyak bahaya, beberapa diketahui dan mungkin tidak diketahui. Salah satu kebimbangan untuk pelancong masa depan adalah kesan sinaran dalam ruang pada kesihatan manusia. Dalam kajian yang dibiayai oleh NASA yang baru, penyelidik mendapati bahawa radiasi ruang yang mendalam boleh meningkatkan risiko leukemia di angkasawan, yang disebabkan oleh perubahan kepada sel stem penting dalam sumsum tulang yang menimbulkan semua sel darah baru dalam tubuh.
Sinaran Dari X-ray dan Imbatan CT
Pendedahan radiasi membawa ia berpotensi untuk melakukan bahaya . Terdapat sinaran pengionan dan sinaran bukan pengion.
Walaupun sinaran bukan pengionan, seperti sinaran UV dari matahari, boleh merosakkan, biasanya anda boleh melindungi diri anda dari radiasi jenis ini dengan mudah. Radiasi pengionan lebih sukar untuk dielakkan. Radiasi pengion boleh bergerak melalui bahan-bahan dan menukar tuduhan atom-atom di sekelilingnya.
Zarah-zarah yang berkaitan dengan radiasi pengionan di angkasa datang dari partikel sabuk radiasi yang terperangkap (Van Allen Belts), sinar kosmik, dan zarah suar suria.
Dalam kes radiasi yang digunakan untuk merawat kanser, manfaat radiasi pengionan terapeutik (membunuh sel kanser) ditimbang terhadap risiko daripada pendedahan seperti komplikasi jangka pendek dan jangka panjang, termasuk kemunculan tahun keganasan baru kemudian.
Begitu juga pendedahan radiasi dalam sinar-x dan imbasan CT tidak diambil ringan, kerana pendedahan kumulatif dan tidak perlu kepada radiasi perubatan dan diagnostik juga boleh menambah risiko keganasan seumur hidup seseorang .
Sinaran Daripada Sinar Cosmic Galactic
Sinaran pada dasarnya adalah perjalanan tenaga, dan sinar kosmik galaksi (GCR) adalah satu bentuk sinaran yang sangat menarik kerana ia berkaitan dengan perjalanan angkasa. GCR kebanyakannya berasal dari luar sistem suria kita, tetapi umumnya dari dalam galaksi Milky Way kita. GCR pada dasarnya adalah ion-ion yang sangat berat, tinggi unsur-unsur yang mempunyai semua elektron mereka diambil ketika mereka melintasi galaksi pada hampir kelajuan cahaya.
Sinaran ruang yang mendalam adalah berbeza daripada apa yang kita alami di permukaan bumi-atau bahkan di orbit bumi rendah-kerana terdapat lebih banyak "lalu lintas" sinaran kosmik galaksi tenaga tinggi di luar sana, sebagai tambahan kepada radiasi dari peristiwa solar dan dari sabuk radiasi yang berdekatan dengan rumah. Bumi mempunyai sabuk radiasi yang dipanggil tali pinggang Van Allen yang meluas sekitar 1,000 hingga 60,000 kilometer di atas permukaan.
Medan magnet bumi membelokkan radiasi dan melindungi atmosfera Bumi daripada kemusnahan, tetapi misi Marikh memerlukan perjalanan ruang dalam.
Lebih-lebih lagi, Mars telah kehilangan medan magnet berbilion-bilion tahun yang lalu, jadi bagi manusia yang akhirnya menjejakkan kaki di Planet Merah, tidak akan ada perlindungan sedemikian. NASA menyedari bahaya ini dan sedang mencari penyelesaian yang mungkin. Para saintis NASA juga telah menaikkan prospek untuk mewujudkan medan magnet tiruan di sekitar Marikh untuk melindungi misi masa depan.
Apa yang Boleh Dilakukan Sinar Cosmic Galactic untuk Manusia?
Kesan radiasi pada manusia di angkasa sedang diperiksa dalam beberapa cara yang berbeza, dan bukan sekadar leukemia dan keganasan yang saintis para saintis. NASA juga menjalankan kajian memandang angkasawan spacewalking, bagaimana pendedahan sedemikian mungkin menjejaskan kognisi dan tingkah laku, dan bagaimana gen merespon radiasi dan khususnya, gen yang dihidupkan dan gen yang dimatikan oleh pendedahan sedemikian.
Kehidupan di Marikh boleh membawa risiko peningkatan leukemia, menurut data yang dikumpulkan oleh pasukan penyelidikan dari Pusat Perubatan Wake Forest Baptist. Kumpulan itu menyiasat kesan potensi radiasi ruang dalam khususnya pada sel stem hematopoietik manusia (HSCs). HSCs sebenarnya adalah sel stem yang sama yang mungkin anda dengar tentang yang digunakan sebagai rawatan kanser dalam beberapa kes.
Apabila pesakit mempunyai dos kemoterapi yang tinggi yang dirancang untuk membunuh sel-sel kanser, kemoterapi juga boleh mengambil tol di sel stem. Oleh kerana itu, pemindahan sumsum tulang , atau pemindahan stem sel stem hematopoietik, dapat dilakukan untuk meningkatkan keupayaan pesakit untuk mendapatkan permulaan yang baru dengan sel-sel pembentuk darah baru yang sihat. Ini adalah sel pembentuk darah yang sama dalam sumsum tulang anda yang menghasilkan semua sel darah baru anda seperti yang sudah lama haus. Sel-sel matang dalam darah termasuk sel-sel merah yang mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh anda, tetapi juga sel putih yang membantu melawan jangkitan dan keganasan.
Pasukan di Wake Forest mengambil HSC yang membentuk darah dari penderma yang sihat di antara 30 dan 55 dan mendedahkan mereka kepada sinaran simulasi dan GCR seperti sinaran yang dijangka membombardir angkasawan semasa misi Mars. Mereka menganalisis sel-sel di dalam makmal selepas itu dan mendapati bahawa sinaran itu menjejaskan sel-sel pada paras sel stem, menyebabkan mutasi pada gen yang mempengaruhi keupayaannya untuk berkembang menjadi sel darah matang. Pendedahan radiasi mengurangkan keupayaan sel induk untuk menghasilkan hampir semua jenis sel darah, dan kemampuan mereka untuk membuat sel-sel baru sering dikurangkan sebanyak 60 hingga 80 peratus, kata Christopher Porada, seorang penyelidik kanan mengenai projek itu.
Apa pengurangan dalam sel darah mungkin bermakna bagi angkasawan adalah sesuatu yang banyak pesakit kanser darah sudah tahu tentang penurunan dalam sel darah merah boleh menyebabkan anemia , dengan gejala seperti keletihan, kelemahan, sesak nafas, dan toleransi senaman yang lemah. Pengurangan sel darah putih dapat mengurangkan pertahanan imun tubuh, meningkatkan kerentanan terhadap jangkitan. Dan pengurangan platelet dapat membuat seseorang lebih rentan terhadap masalah pembekuan dan pendarahan, dengan lebam yang tidak normal atau pendarahan.
Menggunakan Tikus untuk Cari Lebih Sedikit
Selalunya dalam penyelidikan perubatan, penemuan yang seolah-olah berlaku di makmal tidak boleh diterbitkan semula atau disahkan apabila ia penting, dalam kehidupan manusia yang sedang bernafas atau tikus untuk dimulakan. Untuk cuba mendapatkan gambaran tentang bagaimana pendedahan radiasi mungkin kelihatan dalam makhluk hidup, pasukan di Wake Forest melancarkan HSC yang disinari GCR ke dalam tikus.
Tikus terus berkembang untuk mengembangkan leukemia limfoblastik akut T-sel . Pasukan ini menyifatkan ini sebagai demonstrasi pertama bahawa radiasi ruang yang mendalam boleh meningkatkan risiko leukemia pada manusia.
Leukemias limfoblastik akut T-sel (T-ALLs) adalah kanser darah agresif yang disebabkan oleh perubahan malignan di sel-sel yang menimbulkan sel T, atau sel darah putih yang dikenali sebagai T-limfosit. T-ALL akaun untuk 10 peratus hingga 15 peratus dari kanak-kanak SEMUA dan 25 peratus daripada dewasa SEMUA. Pesakit dengan T-ALL sering mempunyai sumsum tulang yang telah dibungkus dengan limfoblas sel T yang tidak matang, serta bilangan sel darah putih yang tinggi, tumor di kawasan dada, dan penglibatan kerap sistem saraf pusat pada waktu diagnosis. Kadar penyembuhan melebihi 75 peratus pada kanak-kanak dan kira-kira 50 peratus pada orang dewasa telah dilihat dengan penyakit ini.
Bottom Line From Study Mouse
Penemuan penyiasat membenarkan mereka membuat kesimpulan bahawa dua kesan radiasi yang berlainan mungkin berfungsi pada kemunculan leukemia. Pertama, mereka mendapati kerosakan genetik kepada HSC boleh langsung membawa kepada perkembangan leukemia. Kedua, radiasi juga merosakkan keupayaan HSC untuk membuat sel T dan B yang baru, kedua-duanya adalah sel darah putih yang boleh terlibat dalam memerangi penceroboh asing seperti bakteria, tetapi juga sel-sel tumor. Oleh itu, bukan sahaja anda mempunyai perubahan genetik dalam sel stem yang boleh membawa kepada leukemia, tetapi anda juga mempunyai sistem imun yang merosakkan berhubung kemampuannya untuk menghilangkan sel-sel malignan yang timbul daripada mutasi yang disebabkan oleh sinaran.
> Sumber
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Profil masa pendedahan radiasi kosmik semasa MATI EXPOSE-E: Instrumen R3DE. Astrobiologi . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Asas molekul leukemia limfoblastik akut T sel. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.