A legújabb állatkísérletek alapján a hosszú ideig tartó űrutazások komoly veszélyt jelentenek az asztronauták szervezetére. A szakemberek most éppen azt nézték, a galaktikus kozmikus sugárzás befolyással van-e az emésztőszervrendszer egészséges működésére, és aggasztó információkhoz jutottak. Az eredményekről a kutatásban résztvevő egyik tudóst kérdeztük.
Amikor a Mars meghódításáról esik szó, többnyire a nagyteljesítményű hajtóművek, illetve a tágas, kényelmes űrhajók tervezésének kihívásai kerülnek előtérbe. A program egészségügyi vonatkozásai azonban legalább ennyire fajsúlyosak, kezdve a pszichológiai tényezőktől az emberi testet érő megterhelésekig. Márpedig közelmúltbéli kutatások szerint utóbbiaktól nagyon sok félnivalónk van.
A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) tudományos folyóiratban közzétett legújabb publikáció alapján a galaktikus kozmikus sugárzás (GCR) jelentősen roncsolhatja az emésztőcsatorna szövetét, ezzel pedig hosszútávon megváltoztathatja az azt alkotó sejtek funkcióit. Nem nehéz kitalálni, mi lesz ennek a nem kívánt hatásnak a vége:alaposan megnő a kockázata annak, hogy a gyomor- és bélrendszerben daganatsejtek fognak burjánzani.
A friss felfedezés csak egyike a felmerülő kockázatoknak. A kutatást jegyző csapat korábbi munkájában már rámutatott arra, hogy a kozmikus sugarak nagyenergiájú nehézionjai az agyszöveteket is roncsolják, illetve felgyorsítják a hosszabb űrutazásokra vágyó asztronauták öregedését. A veszélyes részecskék azért nem fenyegetik a földlakókat, mert minket bolygónk globális magnetoszférája védelmez, értelemszerűen ugyanakkor az űrutazók nincsenek hasonló védelemmel ellátva (legalábbis egyelőre hatékony árnyékolást nem tudtak kitalálni).
Komoly kockázatot jelentene egy emberes Mars-misszió elindítása
Nehézionoknak a teljesen, vagy majdnem teljesen ionizált nehéz atomokat nevezzük.Különösen erős romboló mivoltuk nagy tömegükből következik.A rendelkezésre álló technika nem elég fejlett ahhoz, hogy ezt a fenyegetést kivédje és bár gyógyszerekkel elméletileg ellensúlyozni lehetne a károsító hatásokat, egyetlen ilyen készítmény sem került mostanában kifejlesztésre. Míg a rövid űrutazások – például a Holdra szállás – alkalmával nem sérülnek olyan mértékben az űrhajósok szövetei, hogy az komolyabb egészségkárosodást idézne elő, egy Mars-utazás, vagy egy mélyűrbe irányuló emberes küldetés már alaposan megterhelné a testet.
Egereken mutatták be, mi történne az emberrel
De miként is károsítják az emésztőszerveket az űr mélyéről érkező részecskék. Erről a Georgetown Egyetem és Orvosi Központ molekuláris biológusa, Kamal Datta professzor mesélt lapunknak. A szakértő a NASA egyik tudományos részlegének kutatómunkájában, projektvezetőként is közreműködik.
„A bélrendszerben az epiteliális sejtek (az a sejtréteg, ami felszívja a hasznos anyagokat és nem engedi át a károsakat) folyamatosan, 3-5 naponta cserélődnek, nagyjából úgy, ahogyan azt a bőrön is megfigyelhetjük – mondta az Origónak Datta. – Létezik egy kúpszerű edényre emlékeztető struktúra, amelyet kriptának nevezünk. Az epiteliális sejtek osztódása a kriptákban történik, majd innen vándorolnak a vékonybélben lévő villusokba, azaz nyúlványokba, a vastagbélben pedig a belső felszínre. A bélrendszerben az új sejtek migrációját számos molekuláris folyamat szabályozza, ilyen például a sejtosztódásnak, a sejtek közötti kölcsönhatásnak, illetve a sejt és az extracelluláris mátrix (a kötőszöveti sejteket körülvevő, fehérjékből és szénhidrátokból felépülő hálózat) interakciójának koordinálása.”
Mi egerek vékonybeléből alkotott modellrendszeren demonstráltuk, hogy a kozmikus sugárzás megzavarja az irányított sejtvándorlásban résztvevő jelzőmolekulák/fehérjék működését– mutatott rá a kísérlet lényegére Datta.A módosulás akadályozza az epiteliális sejtek kicserélődését, ezzel párhuzamosan a gyomor- és bélrendszer korrekt funkcionálását.
Kiderült, hogy a nehézionokat kapó rágcsálók bélsejtjei nem megfelelő módon szívták fel a tápanyagokat, emellett rákos elfajulásra hajlamos polipokat is képeztek.A vasionok számos sejtben DNS-károsodást váltottak ki, ami csak növelte az elöregedett, és így normális osztódásra képtelen sejtek számát.
„Sikerült egy kiválóan működő modellt alkotni”
„Habár az állatkísérletekből származó adatok alapján nehéz értelmezni, vajon az emberi szervezet is hasonlóképpen fog-e viselkedni, jelenleg ez az egyetlen metódus, hogy a hosszú űrutazások alatt tapasztalható kozmikus sugárzás testre gyakorolt hatásait in vivo (élő szervezeten belül) tanulmányozzuk.Ebben a pillanatban ez az egyetlen olyan tanulmány, ami a bélrendszer sejtjeinek migrációját vizsgálja és további hosszú távú vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy a probléma orvoslására megfelelő gyógyszereket, vagy más, védelmi célokat szolgáló technikát fejlesszünk– magyarázta a professzor.
Eredményeink alapján egy olyan működő modellt javasoltunk, ami szerint a kozmikus sugárzás ingerli az öregedő sejteket és ezekből olyan jelátvitelt vált ki, ami hozzájárul a hosszú távú oxidatív stresszhez és DNS-károsodáshoz; e pusztító események sérülési válaszreakciók sorát indítják be, s ezek egyenes utat jelentenek a késleltetett sejtmigrációhoz és a tumorok képződéshez – mondta Datta.
A biológus hozzátette: a laboratóriumban folytatni fogják azoknak az emésztőszervrendszert romboló molekuláris eseményeknek a feltérképezését, amik a kozmikus sugárzás miatt következnek be.
Az agy és az emésztőszervrendszer szövetein kívül más szervek sejtközösségei is veszélyben lehetnek, így a kutató szerint ezeket is vizsgálni kell majd, mielőtt egy emberek részvételével zajló nagyszabású űrexpedíció elindulna.
Forrás: origo.hu
