Mars Travel: Cancer, Gut Damage orsakad av kosmiska strålar i NASA Study

Forskare räknar ut hur vi ska äta på Mars, styra på Mars, och till och med be om Mars, men en avgörande fråga kvarstår: Hur kommer vi att hantera effekterna av rymdstrålning på Mars? På jorden är vi skyddade av vår atmosfär och magnetfält, men på Mars kommer framtida kolonister att vara nakna mot kosmiska strålar. Vi skulle bättre kunna räkna ut hur vi skyddar oss från det snart, eftersom ny forskning tyder på att vi inte kommer att hålla länge utan att bli sjuk.

I ett papper som publiceras måndag i tidningen Förlopp av National Academy of Sciences, ett team av forskare från Georgetown University visar att djuputrymmestrålning kan ha signifikanta skadliga effekter på muskeltarmarna, vilket ökar risken för cancer. Denna skada kvarstod för ett år efter exponering för strålningen.

I synnerhet studerade de effekterna av joniserande strålning, en typ av strålning som hittades i rymden. Joniserande strålning består av strålar av högenergipartiklar med så mycket energi att de kan slå elektronerna och protonerna av atomer. i detta fall använde forskarna tunga järn (56Fe) joner i sina experiment vid NASA Space Radiation Laboratory, som bombade möss med låg dos.

Laget använde en dos av strålning jämförbar med vad som skulle upplevas på en resa till Mars. "Eftersom den beräknade strålningsdosen för ett 1000-d Mars-uppdrag är ungefär 0,42 Gy, med en uppskattning av en 860-d Mars uppdragsdos motsvarande ~1,01 Sv så doser av 0,5 Gy eller mindre är mer relevanta, har vi använt 0,5 Gy att studera migration av tarmepitelceller, vilket är viktigt för tarmhemostas, skriver laget.

Betydande DNA-skada i mössens tunntarmen och långsam migrering av tarmepitelceller uppträdde som ett resultat. Effekten av DNA-skada är förknippad med en ökad risk för cancer, och faktiskt observerade studieens författare celltillväxt i närvaro av denna DNA-skada som föreslog en högre risk för cancer.

Men effekten av joniserande strålning på migrering av epitelceller, medan lite mindre uppenbart, är också signifikant. Epitelcellsmigration beskriver processen genom vilken cellerna som törmer tarmen ersätter sig, vilket säkerställer att näringsabsorption, immunsvar och alla andra tarmfunktioner går som förväntat. Fördröjd epithelialcells migration kastar bort allt detta.

"Epitelcellsomsättning är viktig för att upprätthålla övergripande GI-hälsa, och dess störningar genom rymdstrålning samt genom strålbehandling av tunga joner ger upphov till bekymmer som kräver förståelse för dess molekylära underlag", skrev studieens författare, ledd av Santosh Kumar, Ph.D., en postdoktor i Georgetown. "Förändrad migrering av tarmepitelceller kan inte bara äventyra barriärfunktionen och absorptionen av näringsämnen men kan även förlänga exponeringen av celler till luminalt innehåll och initiera stressresponser med patologiska konsekvenser, inklusive koloncancer."

Denna studie väcker nya, allvarliga frågor om hur joniserande strålning kan påverka astronauterna på långa, bemannade flygningar till Mars eller de människor som så småningom bosätter sig där.

Som Omvänd tidigare rapporterade "skulle ett besättning som kommer till Mars förmodligen bli utsatt för ungefär ett strål av strålning - över 277 gånger dosen av det normala årets strålningsexponering på jorden." Längre uppdrag skulle öka exponeringen och i sin tur öka cancerrisken, för att inte tala om risken för akut strålningförgiftning. Forskare har föreslagit skärmningsmekanismer, såväl som skyddande droger, men hittills har forskare inte kommit på någonting som kan försvara människor mot denna kosmiska bombardement.