Межзвездным путешественникам мешает радиация

Человечество что есть сил рвется в космос. В обозримом будущем мы увидим первый пилотируемый полет на Марс, нас ждут путешествия и на более дальние дистанции. Но перед тем как космонавты отправятся покорять неизведанные миры, ученым предстоит найти оптимальную защиту от самой коварной опасности межпланетных перелетов - космической радиации. Иначе, нам никогда не удастся вырваться из Солнечной системы и проникнуть в дальний космос.

Чтобы достигнуть красной планеты, космическим путешественникам предстоит три года привести в замкнутом пространстве, где каждый день рядом будут находиться одни и те же лица. Как показывает опыт работавших на орбитальных станциях космонавтов, сдерживать свои эмоции в подобной обстановке очень непросто. А что будет, если у всех обитателей корабля в один день откажет самоконтроль?

Такая гипотетическая ситуация может стать реальностью, ведь всепроникающая космическая радиация представляет опасность для рассудка космонавта. Прошивая насквозь человеческий организм, частицы выборочно убивают стволовые клетки в головном мозге. Именно к такому выводу пришли исследователи из объединенной научной группы NASA. Представители четырех крупнейших научно-исследовательских центров США в области космонавтики считают межпланетные перелеты невозможными, пока не будет изобретена защита от радиационного излучения.

Значение стволовых клеток в живом организме трудно переоценить. Только они умеют обновляться, воспроизводиться и порождать другие классы клеток. И вот, ставя опыты на лабораторным мышах, ученые обнаружили, что именно эти наиважнейшие клетки наиболее уязвимы перед большими дозами радиации.

Для опытов биологи вывели специальный подвид генномодифицированных мышей, у которых стволовые клетки были «помечены» флуоресцирующим веществом, облегчающим их обнаружение и идентификацию. Модификация была проведена таким образом, чтобы клетка переставала светиться при превращении в нейрон.

Затем мышей подвергли облучению дозой радиации, аналогичной той, что получат космонавты за три года марсианского полета.

Оказалось, что излучение воздействует на специальную группу клеток в гипокампе, отвечающую за способности к обучению и навыки самоконтроля. Получившиеся в результате стволовые клетки ученые окрестили «молчаливыми», поскольку из всех функций у них сохранилась лишь способность к размножению.

Дальнейшие наблюдения показали, что пораженные клетки могут полностью восстановиться, но на это потребуется очень много времени. Для начала она продолжает делиться, окружая себя множеством полностью функциональных-« дочек». Когда вокруг наберется их достаточно большое количество, пораженный элемент как будто «включается» и возвращается к своему нормальному состоянию. Однако подобный сценарий срабатывает лишь в одном случае из трех, в остальных же ситуациях стволовая клетка гибнет, не успев породить «преемников».

Доктор нейробиологии Лаборатории Колд Спринг Харбор Григори Ениколопов так комментирует полученные результаты: «Для нас стало неожиданностью, что радиация воздействует на способные к делению клетки подобным образом. Это может заставить пересмотреть отношение к радиотерапии, применяемой при лечении рака. К тому же существуют и другие виды излучения, реакцию стволовых клеток на которых мы еще не изучили, но подозреваем, что она будет не лучше».

При работе на околоземной орбите или в районе Луны космонавту не нужны никакие специальные защитные приспособления – его укрывает от космической радиации магнитное поле Земли. Но как только мы вознамеримся вырваться за пределы этого поля, остро встанет вопрос о необходимых средствах защиты. Для NASA, анонсировавшей пилотируемый полет на Марс в 2020 году, эта проблема становится все более актуальной, а ее решение надо найти в кратчайшие сроки.

«В настоящее время мы знаем очень мало о космической радиации, особенно о содержащихся в ней тяжелых частицах. Мало того, в космосе могут встречаться различные виды излучения, а не только те, что были изучены в лабораторных условиях, - говорит представитель Космического центра NASA имени Кеннеди Филип Скарпа. – Обнаруженная чувствительность стволовых клеток требует от нас проверить действия радиации на все органы человека и определить допустимые дозы облучения».