Дальние полеты за пределами магнитосферы Земли упираются не только в дозу радиации, но и в то, как эта доза действует на ткани. Universe Today пересказывает новую работу исследователей из Oklahoma State University и University of Texas Health Science Center о каскаде, который может повышать риск рака у астронавтов.
Главный источник риска в статье — галактические космические лучи. Особенно опасны тяжелые высокоэнергетические ионы HZE, например ядра железа Fe-56. На Земле их в основном задерживает атмосфера, но экипаж в межпланетном полете получает такие частицы напрямую. Оценки для трехлетней экспедиции к Марсу дают прямое попадание железных ионов примерно в 3 процента клеток, но проблема не ограничивается только этими клетками.
В опытах на клетках эндотелия сосудов ученые использовали пучки Fe-56 в NASA Space Radiation Laboratory в Брукхейвене. Облученные клетки запускали воспалительный сигнал: активировался фактор NF-B и вырабатывался Tumor Necrosis Factor-alpha, или TNF-alpha. Этот сигнал поддерживал сам себя в поврежденной клетке и передавался соседним клеткам через среду.
Так возникает radiation-induced bystander effect: клетки, которые не получили прямого попадания частицы, тоже показывали всплески свободных радикалов, разрывы ДНК и включение программ выживания. В мышиных моделях такие непрямо затронутые клетки затем давали опухоли. Авторы также сопоставили лабораторные результаты с данными Space Omics and Medical Atlas по миссии Inspiration4, где в образцах крови и тканей отмечались признаки похожего воспалительного ответа.
Практический вывод важен для лунных баз и полетов к Марсу. Одного пассивного экрана может быть мало, если биохимический каскад усиливает повреждения в соседних тканях. В работе обсуждаются два направления защиты: более эффективное экранирование, включая водяные стены и материалы с большим содержанием водорода, и медицинское подавление звена TNF-alpha/NF-B. До применения в миссиях нужны дополнительные проверки, но сама схема дает инженерам и медикам более конкретную цель, чем просто считать суммарную дозу.
