Galaktik Kozmik Işınlar - Sadece Mars Misyonunun Bazı Zorlukları
Mars Misyonu astronotları Kızıl Gezegene yolculuklarından lösemi geliştirecek mi? Garip bir soru gibi gelebilir, ancak NASA tarafından finanse edilen çalışmalar, insanlığın bir başka dev atılımı olan, Mars'a insanlı bir yolculuk olabilecek her türlü şeye hazırlıktır. İnsanların mürettebatı ile yolculuk 2030'larda başlar başlamaz. Bu önemli projenin farklı aşamaları var ve planlama ve araştırmalar çoktan başladı.
NASA'nın “Mars'a Genel Bakış” sitesinde, üç farklı keşif aşaması da dahil olmak üzere tüm planları görebilirsiniz.
İnsanlığın Mars'a yaptığı misyon, bazı bilinen ve bazıları bilinmeyen birçok tehlikeyle karşı karşıya. Gelecekteki yolcular için endişelerden biri, derin uzay radyasyonunun insan sağlığı üzerindeki etkisidir. Yeni bir NASA tarafından finanse edilen çalışmada, araştırmacılar, derin uzay radyasyonunun, vücuttaki tüm yeni kan hücrelerine yol açan kemik iliğinde hayati kök hücrelere yapılan değişikliklerin yol açtığı astronotlardaki lösemi riskini artırabildiğini bulmuşlardır.
X-ışınlarından ve CT Taramalarından Radyasyon
Radyasyona maruz kalma, ona zarar verme potansiyeli taşır . İyonlaştırıcı radyasyon ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyon vardır.
Iyonlaştırıcı olmayan radyasyon, güneşten gelen UV ışınları gibi, zarar verebilirken, kendinizi bu tür radyasyondan kolayca koruyabilirsiniz. İyonlaştırıcı radyasyonun önlenmesi daha zordur. İyonlaştırıcı radyasyon maddeler içinden geçebilir ve çevreleyen malzemedeki atomların yükünü değiştirebilir.
Uzayda iyonlaşan radyasyon ile ilişkili parçacıklar, tuzaklanmış radyasyon kemer parçacıklarından (Van Allen Kemerleri), kozmik ışınlardan ve güneş parlama parçacıklarından gelir.
Kanseri tedavi etmek için kullanılan radyasyon durumunda, terapötik iyonlaştırıcı radyasyonun (kanser hücrelerini öldüren) yararları, kısa ve uzun süreli komplikasyonlar gibi yeni bir malignitenin ortaya çıkması gibi, bu tür maruziyet risklerine karşı tartılır.
Benzer şekilde, x-ışınları ve BT taramalarında radyasyona maruz kalma da hafif çekilmez, çünkü tıbbi ve tanısal radyasyona kümülatif ve gereksiz maruz kalma da kişinin yaşam boyu malignite riskine katkıda bulunabilir.
Galaktik Kozmik Işınlardan Radyasyon
Radyasyon temel olarak enerji yoludur ve galaktik kozmik ışınlar (GCR'ler) uzay yolculuğu ile ilgili olarak büyük ilgi uyandıran bir radyasyon şeklidir. GCR'ler çoğunlukla güneş sistemimizden değil, genel olarak Samanyolu galaksimizin içinden gelir. GCR, esasen, ışığın neredeyse hızındaki galaksiyi geçerken tüm elektronlarını alınmış olan elementlerin ağır, yüksek enerjili iyonlarıdır.
Derin uzay radyasyonu, Dünya yüzeyinde ya da düşük Dünya yörüngesinde yaşadığımız şeyden farklıdır çünkü güneş olaylarından gelen radyasyona ek olarak, yüksek enerjili galaktik kozmik ışınların çok daha fazla “trafiği” vardır. evinize daha yakın olan radyasyon kemerleri. Dünya yüzeyden yaklaşık 1000 ila 60.000 kilometre uzayan Van Allen kemerleri adı verilen radyasyon kemerlerine sahiptir.
Dünya'nın manyetik alanı radyasyonu saptırır ve Dünya'nın atmosferini tahripten korur, ancak Mars misyonu derin uzay yolculuğu gerektirir.
Dahası, Mars milyarlarca yıl önce manyetik alanını kaybetti, bu yüzden sonunda Kızıl Gezegene ayak basan insanlar için, onları bekleyen böyle bir koruma olmayacak. NASA bu tehlikelerin farkındadır ve olası çözümler üzerinde çalışmaktadır. NASA'nın bilim adamları, gelecekteki misyonları korumak için Mars çevresinde yapay bir manyetik alan yaratma ihtimalini bile dile getirdiler.
İnsanlara ne kadar Galaktik Kozmik Işınlar Yapar?
Radyasyonun insanlar üzerindeki uzamdaki etkisi, birçok farklı yoldan inceleniyor ve bilim adamlarının endişe ettiği sadece lösemi ve malignite değil. NASA, uzay yürüyüşü yapan astronotlara, bu tür maruziyetlerin biliş ve davranışları nasıl etkileyebileceğine, genlerin radyasyona nasıl tepki verdiğine ve özellikle de hangi genlerin açıldığına ve hangi genlerin bu tür maruziyetlerle kapatıldığına bakmaktadır.
Wake Forest Baptist Tıp Merkezi'nden bir araştırma ekibi tarafından toplanan verilere göre, Mars'taki yaşam, lösemi riskini artırabilir. Grup, derin uzay radyasyonunun özellikle insan hematopoietik kök hücreleri (HSC'ler) üzerindeki potansiyel etkilerini araştırdı. HSC'ler, aslında, bazı durumlarda kanser tedavisi olarak kullanılan, duymuş olabileceğiniz kök hücrelerdir.
Bir hastanın kanser hücrelerini öldürmek için planlanan yüksek dozda kemoterapiye sahip olması durumunda kemo da kök hücrelere zarar verebilir. Bu nedenle, kemik iliği transplantları veya hematopoietik kök hücre transplantları , hastanın sağlıklı ve yeni kan oluşturucu hücrelerle yeni bir başlangıç yapma yeteneğini artırmak için gerçekleştirilebilir. Bunlar, kemik iliğinizdeki, kandaki tüm yeni kan hücrelerini, eskilerin yıpranmasıyla birlikte üreten, aynı kan oluşturan hücrelerdir. Kandaki olgun hücreler, akciğerinizden vücudunuzun geri kalan kısmına oksijen veren kırmızı hücreleri ve aynı zamanda enfeksiyon ve malignite ile savaşmaya yardımcı olan beyaz hücreleri içerir.
Wake Forest ekibi, bu kan oluşturucu HSC'leri 30 ila 55 yaş arası sağlıklı donörlerden aldı ve Mars misyonu sırasında astronotları bombalaması beklenen ışınlar gibi simüle edilmiş radyasyon ve GCR'lere maruz bıraktı. Daha sonra laboratuardaki hücreleri analiz ettiler ve radyasyonun kök hücre seviyesinde hücreleri etkilediğini ve genlerde mutasyonların olgun kan hücrelerine dönüşme kabiliyetlerini etkilediğini keşfettiler. Radyasyona maruz kalma, kök hücrelerin hemen hemen her tipte kan hücresi üretme kabiliyetini azaltmış ve projenin üst düzey bir araştırmacısı olan Christopher Porada'ya göre, yeni hücreler yapma kapasitesi genellikle% 60 ila 80 oranında azalmıştır.
Kan hücrelerinde böyle bir azalmanın astronotlar için ne anlama geldiğini bilmesi birçok kan kanseri hastasının bildiği bir şeydir - kırmızı kan hücrelerindeki düşüş, yorgunluk, halsizlik, nefes darlığı ve kötü egzersiz toleransı gibi belirtilerle anemiye neden olabilir . Beyaz kan hücrelerinin azalması, vücudun bağışıklık savunmasını azaltarak enfeksiyona karşı duyarlılığı artırabilir. Ve trombositlerdeki azalma, bir kişinin anormal morarma veya kanama ile pıhtılaşma ve kanama sorunlarına daha yatkın hale getirebilir.
Biraz Bulmak için Fareyi Kullanma Daha Fazla
Çoğu zaman tıbbi araştırmalarda, laboratuvarda gerçek gibi görünen bulgular, gerçek, canlı bir soluma insanı veya başlaması gereken bir farede önemli olduğunda yeniden üretilemez veya doğrulanamaz. Radyasyon maruziyetinin yaşayan bir canlıya nasıl bakabileceğine dair bir fikir edinmeye çalışmak için Wake Forest'daki ekip, GCR ışınlanmış HSC'leri farelere aktardı.
Fareler T hücre akut lenfoblastik lösemi geliştirmek için devam etti. Ekip bunu, derin uzay radyasyonunun insanlarda lösemi riskini artırabileceği ilk gösterme olarak tanımladı.
T hücresi akut lenfoblastik lösemiler (T-ALLs), T hücrelerinin veya T lenfositler olarak bilinen beyaz kan hücrelerine yol açan hücrelerdeki malign değişikliklerden kaynaklanan agresif kan kanserleridir. T-ALL, çocukluğun yüzde 10 ila yüzde 15'ini ALL ve yüzde 25'ini de yetişkin ALL'ları oluşturmaktadır. T-ALL hastaları genellikle olgunlaşmamış T hücreli lenfoblastlar ile dolu hale gelen kemik iliğine, ayrıca yüksek beyaz kan hücresi sayımlarına, göğüs bölgesindeki tümörlere ve tanı anında santral sinir sisteminin sık tutulmasına neden olan kemik iliğine sahiptir. Bu hastalıkta, çocuklarda yüzde 75'in üzerinde ve yetişkinlerde yüzde 50 civarında tedavi oranları görülmüştür.
Fare Çalışmasından Alt Çizgi
Araştırmacıların bulguları, radyasyonun iki farklı etkisinin löseminin ortaya çıkmasında işe yarayabildiği sonucuna varmalarını sağladı. Birincisi, HSC'lere genetik hasarın doğrudan lösemi gelişimine yol açabileceğini bulmuşlardır. İkincisi, radyasyon ayrıca, HSC'lerin her ikisi de bakteriler gibi yabancı istilacılarla savaşmaya dahil olabilen beyaz kan hücreleri olan yeni T ve B hücrelerini, aynı zamanda tümör hücrelerini yapma yeteneğini de bozmuştur. Bu nedenle, kök hücrelerde sadece lösemiye yol açabilecek genetik değişikliklere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda radyasyonun neden olduğu mutasyonlardan kaynaklanan kötü huylu hücreleri yok etme kabiliyetine göre bozulmuş bir bağışıklık sistemine de sahipsiniz.
> Kaynaklar
> Dachev T, Horneck G, Häder DP ve diğ. EXPOSE-E Misyonu sırasında kozmik radyasyon maruziyetinin zaman profili: R3DE Enstrümanı. Astrobiyoloji . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. T hücresi akut lenfoblastik löseminin moleküler temeli. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.