銀河宇宙線 - 火星探査の挑戦の一部
火星のミッションの宇宙飛行士は、赤色惑星への旅から白血病を発症するでしょうか？ 奇妙な質問のように聞こえるかもしれませんが、NASAが資金を提供している研究では、人類のもう一つの巨大な飛躍である火星への有人旅行に備えて、あらゆる種類のものを検討しています。 人間の乗組員との旅は、2030年代にすぐに始まるかもしれません。 この重要なプロジェクトのさまざまな段階があり、計画と研究はすでに始まっています。
NASAの「Journey to Mars Overview」サイトでは、3つの異なる探査段階を含むすべての計画を見ることができます。
火星への有人ミッションには、いくつかのものが知られているものと、おそらく知られていないものがあります。 将来の旅行者への懸念の1つは、人体の健康への深宇宙放射線の影響です。 NASAが資金を提供した新しい研究では、宇宙飛行士が宇宙飛行士の白血病リスクを高める可能性があることが研究者らによって発見された。骨髄の重要な幹細胞が体内の新しい血球を生み出す。
X線とCTスキャンからの放射線
放射線被ばくは害を及ぼす可能性があります 。 電離放射線と非電離放射線がある。
太陽からの紫外線のような非電離放射線は損傷を与える可能性がありますが、通常はこのタイプの放射線から身を守ることができます。 電離放射線は避けがたい。 電離放射線は物質の中を移動し、周囲の物質の原子の電荷を変化させることができる。
宇宙で電離放射線に関連する粒子は、捕捉された放射帯粒子（バンアレンベルト）、宇宙線、および太陽フレア粒子から来る。
癌を治療するために使用される放射線の場合、治療放射線照射（がん細胞を死滅させる）の利点は、後に新しい悪性腫瘍の出現を含む短期および長期の合併症など、そのような曝露のリスクと重くなる。
同様に、医療および診断放射線への累積的かつ不必要な曝露も、人の生涯の悪性腫瘍のリスクを高める可能性があるため、 X線およびCTスキャンにおける放射線への曝露は軽く取られない。
銀河宇宙線からの放射
放射線は基本的に移動エネルギーであり、銀河宇宙線（GCR）は宇宙旅行に関わる重要な放射線の一種である。 GCRは、主に私たちの太陽系の外から来るが、一般に私たちの銀河系銀河の中から来る。 GCRは本質的に重い高エネルギーの元素であり、銀河をほぼ光速で横切っている間にすべての電子を取り除いた元素のイオンです。
深い宇宙の放射線は、地球の表面上で、あるいは低軌道でさえも私たちが経験するものとは異なります。なぜなら、高エネルギー銀河の宇宙線は太陽活動や家庭に近い放射線ベルト。 地球には、表面から約1,000〜6万キロメートル上に広がるVan Allenベルトという放射帯があります。
地球の磁場は放射線を偏向し、地球の大気を破壊から守りますが、火星の使命は深い宇宙旅行を必要とします。
さらに、火星は数十億年前に磁場を失ってしまったため、最終的には赤い惑星に足を踏み入れた人間にとって、待っているような保護はありません。 NASAはこれらの危険性をよく認識しており、可能な解決策に取り組んでいます。 NASAの科学者たちは、将来の任務を守るために火星の周りに人工的な磁場を作り出すという見通しを上げた。
銀河系の宇宙線が人類に与える影響は？
宇宙での人間への放射線の影響は、さまざまな方法で調べられており、科学者が心配しているのは白血病や悪性腫瘍だけではありません。 NASAはまた、宇宙飛行士の宇宙飛行、そのような曝露がどのように認知と行動に影響するか、遺伝子が放射線にどのように反応するか、具体的にどの遺伝子が作動し、どの遺伝子がその曝露によって消滅するかを調べる研究を行っている。
Wake Forest Baptist Medical Centerの研究チームが収集したデータによると、火星に生存すると白血病のリスクが上昇する可能性があります。 このグループは、特にヒト造血幹細胞（HSC）に対する深宇宙放射線の潜在的な影響を調査した。 HSCは実際には、あなたが知っているかもしれないまったく同じ幹細胞で、場合によってはがん治療薬として使用されています。
患者が癌細胞を殺すことを計画している高用量の化学療法を受けている場合、化学療法薬はまた、幹細胞を犠牲にする可能性があります。 このため、 骨髄移植または造血幹細胞移植を実施して、健康で新しい血液形成細胞で新鮮な開始を得る患者の能力を高めることができる。 これらはあなたの骨髄の血液形成細胞と同じもので、古いものが磨耗すると新しい血球を作ります。 血液中の成熟細胞には、肺から体の残りの部分に酸素を運ぶ赤血球だけでなく、感染や悪性腫瘍の治療に役立つ白血球も含まれます。
Wake Forestのチームは、30歳から55歳の健康な献血者からこれらの血液型HSCを採取し、火星の任務中に宇宙飛行士に衝突すると予想される光線のような模擬放射線とGCRにそれらを露出した。 彼らは後で実験室の細胞を分析し、放射線が幹細胞レベルで細胞に影響を及ぼし、成熟した血液細胞になる能力に影響する遺伝子に変異を引き起こすことを見出した。 プロジェクトの上級研究員であるChristopher Porada氏によると、放射線被ばくによって幹細胞のほとんどすべてのタイプの血液細胞が産生される能力が低下し、新しい細胞を作る能力が60〜80％も低下することがしばしばでした。
宇宙飛行士にとってこのような血液細胞の減少は、赤血球の減少が疲労、衰弱、息切れ、運動不耐性などの症状を伴う貧血を引き起こす可能性があることを多くの血液癌患者がすでに知っていることである 。 白血球の減少は、身体の免疫防御を減少させ、感染に対する感受性を高めることができる。 そして血小板の減少は、異常な挫傷や出血を伴う凝固や出血の問題を起こしやすくなります。
マウスを使ってより多くの情報を見つける
多くの場合、医学研究では、研究室で真実であると思われる発見は、実際に生きている人を呼吸する人間、またはマウスで始まることが重要であるときには、再現も検証もできません。 Wake Forestのチームは、生存中に放射線被ばくがどのように見えるかについての洞察を得るために、GCR照射HSCをマウスに移植しました。
マウスはT細胞急性リンパ芽球性白血病を発症した 。 このチームは、深い宇宙放射線が人間の白血病のリスクを高める可能性があるという最初のデモンストレーションと説明しました。
T細胞急性リンパ芽球性白血病（T-ALL）は、T細胞またはTリンパ球として知られる白血球を生じる細胞の悪性変化に起因する積極的な血液癌である。 T-ALLは小児ALLの10％〜15％、成人ALLの25％を占めています。 T-ALLを有する患者は、しばしば、未熟T細胞リンパ芽球、高白血球数、胸部領域の腫瘍、および診断時の中枢神経系の頻繁な関与で詰まった骨髄を有する。 この疾患では、小児で75％以上、成人で約50％の治癒率が見られています。
マウス研究からのボトムライン
研究者の所見は、白血病の出現において放射線の2つの異なる影響が働いている可能性があると結論づけることができた。 第一に、HSCに対する遺伝的損傷が、白血病の発症に直接つながる可能性があることを発見した。 第二に、放射線はまた、HSCが細菌のような外来の侵略者と戦うことに関与し得る白血球である新しいT細胞およびB細胞を作製する能力を損なったが、腫瘍細胞もまた消滅させた。 したがって、幹細胞に白血病につながる遺伝的変化があるだけでなく、放射線誘発突然変異から生じる悪性細胞を排除する能力に関して、免疫系が損なわれています。
>ソース
> Dachev T、Horneck G、HäderDP、et al。 EXPOSE-Eミッションにおける宇宙放射線被ばくの時間プロファイル：R3DE機器。 astrobiology 。 2012; 12（5）：403-411。
> Van Vlierberghe P、Ferrando A. T細胞急性リンパ芽球性白血病の分子基盤。 J Clin Invest 。 2012; 122（10）：3398-3406。