Raios cósmicos galácticos: só algúns dos desafíos da misión de Marte
Os astronautas de misións Will Mars desenvolverán leucemia desde o seu camiño ata o planeta vermello? Pode soar como unha pregunta estraña, pero os estudos financiados pola NASA están a buscar todo tipo de cousas en preparación para o que podería ser outro salto xigante para a humanidade: unha viaxe tripulada ao Marte. A viaxe cunha tripulación de seres humanos pode comezar axiña que na década de 2030. Existen diferentes fases deste importante proxecto, xa que a planificación e a investigación xa comezaron.
Podes ver todos os plans, incluíndo as tres fases diferentes da exploración, no sitio web "Viaxe a Marte" da NASA.
A misión tripulada a Marte chega con moitos perigos, algúns coñecidos e algúns talvez descoñecidos. Unha das preocupacións para os futuros viaxeiros é o impacto da radiación no espazo profundo sobre a saúde humana. Nun novo estudo financiado pola NASA, os investigadores descubriron que a radiación no espazo profundo pode aumentar o risco de leucemia nos astronautas, provocada polos cambios nas células nais vitais na medula ósea que orixinan todas as novas células do sangue no organismo.
Radiación de raios X e de comprobación de tomografía
A exposición á radiación leva consigo o potencial de facer mal . Hai radiación ionizante e radiación non ionizante.
Aínda que a radiación non ionizante, como os raios UV do sol, pode ser prexudicial, normalmente pode protexerse deste tipo de radiacións con bastante facilidade. A radiación ionizante é máis difícil de evitar. A radiación ionizante pode moverse a través de substancias e cambiar a carga dos átomos no material circundante.
As partículas asociadas á radiación ionizante no espazo proveñen de partículas de cinto de radiación atrapados (cinto Van Allen), raios cósmicos e partículas de flare solar.
No caso das radiacións utilizadas para tratar o cancro, os beneficios da radiación ionizante terapéutica (matar as células cancerosas) ponderáronse contra os riscos derivados da exposición, como as complicacións a curto e longo prazo, incluíndo a aparición dunha nova malignidade anos máis tarde.
Do mesmo xeito, a exposición á radiación nos raios X e os escaneamentos de TC non se toman á vista, xa que as exposicións acumulativas e innecesarias á radiação médica e de diagnóstico tamén poden engadir ao risco de malignidade dunha persoa.
Radiación de raios cósmicos galácticos
A radiación é basicamente a viaxe de enerxía e os raios cósmicos galácticos (GCR) son unha forma de radiación que é de gran interese xa que se relaciona coa viaxe espacial. Os GCRs proceden principalmente do noso sistema solar, pero xeralmente dentro da nosa galaxia da Vía Láctea. Os GCR son iones pesados e de alta enerxía de elementos que tiveron eliminados todos os seus electróns mentres atravesaban a galaxia a case a velocidade da luz.
A radiación do espazo profundo é diferente do que experimentamos na superficie da Terra -ou incluso na órbita baixa da Terra- porque hai moito máis "tráfico" de raios cósmicos galácticos de alta enerxía alí fóra, ademais da radiación de eventos solares e de as correas de radiación que están máis preto da casa. A Terra posúe unhas correas de radiación chamadas correas Van Allen que se estenden entre 1,000 e 60,000 quilómetros por encima da superficie.
O campo magnético da Terra desvía a radiación e protexe a atmosfera da Terra da destrución, pero unha misión de Marte require viaxes de profundidade.
Ademais, Marte perdeu o seu campo magnético millóns de anos atrás, polo que para os humanos que finalmente puxeron pé no Planeta Vermello, non haberá tal protección á espera deles. A NASA é consciente destes perigos e está a traballar nas posibles solucións. Os científicos da NASA incluso aumentaron a perspectiva de crear un campo magnético artificial en torno a Marte para protexer futuras misións.
Que poden ser os raios cósmicos galácticos para os seres humanos?
O impacto da radiación nos seres humanos no espazo está a ser examinado de varias maneiras e non é só unha leucemia e malignidade que os científicos están preocupados. A NASA tamén está a realizar estudos que buscan espaciais de astronautas, como esas exposicións poden afectar a cognición e o comportamento, e como os xenes responden á radiación e, en concreto, aos xenes que se activan e cales son os xenes desactivados.
A vida en Marte podería causar un maior risco de leucemia, segundo datos recollidos por un equipo de investigación do Wake Forest Baptist Medical Center. O grupo investigou os posibles impactos da radiação espacial profunda específicamente nas células nai hematopoiéticas humanas (HSC). Os HSC son en realidade as mesmas células nai que pode ter oído falar que se usan como tratamento do cancro nalgúns casos.
Cando un paciente ten altas doses de quimioterapia planificadas para matar as células cancerosas, a quimioterapia tamén pode afectar as células nai. Debido a isto, poden realizarse trasplantes de medula ósea ou transplantes de células nai hematopoiéticas para aumentar a capacidade do paciente para comezar de novo con células saudables e formadoras de sangue. Estas son as mesmas células que forman sangue na súa medula ósea que producen todos os seus novos glóbulos sanguíneos como os antigos se desgastan. As células maduras do sangue inclúen as células vermellas que transportan osíxeno dos seus pulmóns ao resto do corpo, pero tamén as células brancas que axudan a combater a infección e malignidade.
O equipo de Wake Forest tomou estas HSCs de sangue de donantes saudables con idade comprendida entre 30 e 55 e os expuxo a radiación simulada e GCRs como os raios que se esperaban bombardear aos astronautas durante unha misión de Marte. Analizaron despois as células do laboratorio e descubriron que a radiación afectou as células ao nivel de células nai, causando mutacións en xenes que afectaron a súa capacidade de converterse en células sanguíneas maduras. A exposición á radiación reduciu a capacidade das células nai para producir case todos os tipos de células sanguíneas, ea súa capacidade para crear novas células reduciuse a miúdo nun 60-80%, segundo Christopher Porada, investigador senior do proxecto.
Que tal redución nas células do sangue pode significar para os astronautas é algo que moitos pacientes con cancro de sangue xa saben sobre o declive dos glóbulos vermellos poden causar anemia , con síntomas como cansazo, debilidade, falta de aire e mala tolerancia ao exercicio. A redución dos glóbulos brancos pode reducir as defensas inmunitarias do corpo, aumentando a susceptibilidade á infección. E a redución das plaquetas pode facer que unha persoa sexa máis propensa a problemas de coagulación e hemorragia, con hematomas ou hemorragia anormais.
Usando ratos para descubrir un pouco máis
Moitas veces, na investigación médica, as conclusións que parecen ser certas no laboratorio non poden ser reproducidas ou verificadas cando é importante, nun ser vivo, que respira a vida, ou un rato para comezar. Para intentar obter información sobre como se pode ver a exposición a radiación nun ser vivo, o equipo de Wake Forest transplantaba os HSCs irradiados por GCR en ratos.
Os ratos desenvolveron leucemia linfoblástica aguda de células T. O equipo describiu isto como a primeira demostración de que a radiación espacial profunda pode aumentar o risco de leucemia en humanos.
As leucemias linfoblásticas agudas (T-ALL) das células T son cancros sanguíneos agresivos derivados dos cambios malignos nas células que orixinan células T ou os glóbulos brancos coñecidos como linfocitos T. T-ALL representa o 10 por cento a 15 por cento de todos os nenos e 25 por cento dos TODOS adultos. Os pacientes con T-ALL adoitan ter medula ósea que se converteu en linfoblastos de células T inmaduras, así como en conteos altos de glúteos brancos, tumores no peito e na participación frecuente do sistema nervioso central no momento do diagnóstico. As taxas de curación superan o 75 por cento en nenos e preto do 50 por cento en adultos foron observadas con esta enfermidade.
A liña inferior do estudo do rato
Os resultados dos investigadores permitiulles concluír que os dous efectos diferentes da radiación poden estar funcionando no xurdimento da leucemia. En primeiro lugar, atoparon un dano xenético aos HSCs que poden conducir directamente ao desenvolvemento da leucemia. En segundo lugar, a radiación tamén deteriorou a capacidade dos HSC para crear novas células T e B, que son células brancas do sangue que poden estar implicadas na loita contra invasores estranxeiros como bacterias, pero tamén células tumorales. Polo tanto, non só ten os cambios xenéticos nas células nai que poden levar á leucemia, pero tamén ten un sistema inmune prexudicado en canto á súa capacidade para eliminar as células malignas que xorden a partir de mutacións inducidas pola radiación.
> Fontes
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, e outros. Perfil de tempo de exposición a radiación cósmica durante a Misión EXPOSE-E: o instrumento R3DE. Astrobioloxía . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. A base molecular da leucemia linfoblástica aguda de células T. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.