Az amerikai tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy a galaktikus kozmikus sugarak onkogén hatásának felmérésére szolgáló klasszikus modellek alábecsülik sztochasztikus hatásaikat hosszú expozíciós időben.
A személyzettel ellátott űrutazás nagy veszélyt jelent a legénység egészségére. Így a mikrogravitáció ronthatja a látást, és a kozmikus sugarak provokálhatják a rákot. Ha a távolság az alacsony földi pályáról és a sugárzó övből történik, például a Mars gyarmatosítása során, a sugárzási energia és ennek következtében a sugárbetegség valószínűsége nyilvánvalóan növekszik. Ugyanakkor az ilyen programok nem írják elő a rövid távú megvalósítást: az egyik kozmetikus csoportnak több mint 900 napja van szüksége a Vörös Bolygó tanulmányozására. Ezért a tudósok keresi a lehetőségeket annak előrejelzésére, hogy a galaktikus kozmikus sugarak milyen hatással lehetnek az emberi testre.
Az ilyen kockázat értékeléséhez számos korlátozás kapcsolódik. Először is nem világos, hogy a sugárzás űrbeni hatása hogyan kapcsolódik a sugárzás összetételéhez. Különösen az élő szervezetekre gyakorolt hatást és az alacsony energiájú, de nagy intenzitású - ionok - héliumrészecskék, protonok és deltaelektronok - nehéz ionjainak lineáris átvitelét továbbra sem vizsgálják kellőképpen. Másodszor, a meglévő modelleket, ideértve a NASA-t is, a sugárzás közvetlen hatásainak feltárására tervezték. Ezek lehetővé teszik a meghatározott adagküszöbhez kapcsolódó determinisztikus eredmény előrejelzését. A sztochasztikus hatások kevésbé leíró jellegűek, bár több év után is megjelenhetnek.
Az új munkában a Nevada Egyetem szakemberei a rákos sejtek terjedésének keretében elkészítették a galaktikus kozmikus sugárzás részecskéinek pályáinak és sztochasztikus hatásainak első szerkezeti modelljét. A számítások a Gardera mirigy B6CF1 típusú daganatos nőstény egereivel végzett modellezési kísérletek adatain alapultak, amelyeket 1985 és 2016 között végeztek. Ezeknek a kísérleteknek a megtervezése megfelel a kozmikus sugárzás feltételezett feltételeinek: az állatokat több (több mint négy) típusú részecskékkel egyidejűleg besugározták alacsony (legfeljebb 0,2 melegítő) dózisban. A sérült szövetek nyomának és növekedésének megjósolására alacsony dózisok mellett a szerzők egy NASA modellt extrapoláltak.
A kozmikus sugarak determinisztikus (TE) és sztochasztikus (NTE) hatásaira érzékeny sejtek száma az évenkénti részecskék töltöttségi számától függően (a test felületétől öt centiméter mélységben és az alumínium felülete mögött). A vörös háromszögek megfelelnek a delta sugaraknak potenciálisan kitett sejtek számának, 0,1 mg-nál kisebb dózissal / © Francis A. Cucinotta et al., Scientific Reports, 2017
A kockázati függvény felhasználásával kiszámították a patológia dinamikáját, figyelembe véve a sugárzás típusát és fluenciáját (átadását), a részecskék töltését és a testtömeg / kinetikus energiát. Az expozíció alatt egy évig tartott, legfeljebb 0,2 g abszorbeált adaggal. Az elemzés kimutatta, hogy a sztochasztikus hatások sokkal jobban előre jelezik a tumor növekedését alacsony sugárzási dózisoknál (kevesebb mint 0,1 szürke). A modell összhangban áll a kísérletekkel: ha egynél több nehéz ion, például a vas-56 hat az egészséges sejtmagjára, a betegség progressziója drámai módon felgyorsul. Ezenkívül azok a sejtek, amelyek a számítások szerint nem estek át az elsődleges próbatestekben, kis dózisú másodlagos (delta-elektronok) sugárzást kapnak.
Az alacsony, akár 10 milligrammos dózisok ellenére a szekunder sugárzás szignifikánsan nagyobb hatással van a szomszédos sejtekre, mint gondolnák - állítják a tudósok. Szerintük általában a kozmikus sugárzás alacsony dózisának hosszú expozíciója esetén a sztochasztikus hatások a rák kockázatának kétszeresére vagy többére növekedését mutatják az ismert értékekhez képest. A jövőbeli személyzettel ellátott missziók érdekében az értékelési modellek további kutatást igényelnek.
A cikket a Tudományos jelentésekben tették közzé.
Promóciós videó:
Denis Strigun