Amerikāņu zinātnieki secinājuši, ka galaktisko kosmisko staru onkogenitātes novērtēšanas klasiskie modeļi ilgā ekspozīcijas laikā nenovērtē to stohastisko iedarbību.
Apkalpotas kosmosa misijas rada lielu risku apkalpes veselībai. Tādējādi mikrogravitācija var pasliktināt redzi, un kosmiskie stari var izraisīt vēzi. Ar attālumu no zemās Zemes orbītas un radiācijas jostas, piemēram, Marsa kolonizācijas laikā, acīmredzot, palielināsies starojuma enerģija un attiecīgi arī radiācijas slimības varbūtība. Tajā pašā laikā šādas programmas neparedz īstermiņa ieviešanu: vienai kosmonautu grupai vajadzēs vairāk nekā 900 dienas, lai izpētītu Sarkano planētu. Tāpēc zinātnieki meklē iespējas prognozēt galaktisko kosmisko staru ietekmi uz cilvēka ķermeni.
Šāda riska novērtēšana ir saistīta ar vairākiem ierobežojumiem. Pirmkārt, nav skaidrs, kā starojuma ietekme kosmosā ir saistīta ar starojuma sastāvu. Jo īpaši joprojām nav pietiekami pētīta ietekme uz dzīviem organismiem un zemas enerģijas, bet augstas intensitātes - hēlija daļiņu, protonu un delta elektronu - smago jonu lineāra pārnešana. Otrkārt, esošie modeļi, ieskaitot NASA, ir izstrādāti, lai atklātu starojuma tiešo iedarbību. Tie ļauj prognozēt determinētu rezultātu, kas saistīts ar konkrētu devas slieksni. Stohastiskās sekas ir mazāk aprakstošas, lai gan tās var parādīties pat pēc vairākiem gadiem.
Jaunajā darbā Nevada universitātes speciālisti ir izveidojuši pirmo galaktiskā kosmiskā starojuma daļiņu trases un to stohastiskās iedarbības struktūras strukturālo modeli vēža šūnu izplatības ietvaros. Aprēķini tika balstīti uz datiem par eksperimentiem ar modelēšanu Gardera dziedzera B6CF1 tipa audzēju sieviešu dzimuma pelēm, kas tika veikti no 1985. līdz 2016. gadam. Šo eksperimentu plāns atbilst pieņemtajiem kosmiskā starojuma apstākļiem: dzīvnieki tika apstaroti vienlaicīgi ar vairākiem (vairāk nekā četriem) daļiņu veidiem nelielās (līdz 0,2 sasilšanas) devās. Lai paredzētu bojātu audu pēdas un augšanu nelielās devās, autori ekstrapolēja NASA modeli.
Paredzētais šūnu skaits, kas jutīgas pret kosmisko staru deterministisko (TE) un stohastisko (NTE) iedarbību, atkarībā no daļiņu skaita gadā (piecu centimetru dziļumā no ķermeņa virsmas un aiz alumīnija virsmas). Sarkanie trīsstūri atbilst to šūnu skaitam, kuras potenciāli pakļautas delta stariem un kuru deva ir mazāka par 0,1 miligramu / © Francis A. Cucinotta et al., Scientific Reports, 2017
Izmantojot riska funkciju, viņi aprēķināja patoloģijas dinamiku, ņemot vērā starojuma veidu un plūsmu (pārnesi), daļiņu lādiņu un kinētisko enerģiju uz ķermeņa svaru. Iedarbības laikā tika uzņemts viens gads ar absorbētu devu līdz 0,2 g. Analīze parādīja, ka stohastiskie efekti daudz labāk prognozē audzēja augšanu zemās starojuma devās (mazāk nekā 0,1 pelēkā krāsā). Modelis atbilst eksperimentiem: kad vairāk nekā viens smagais jons, piemēram, dzelzs-56, iedarbojas uz veselīgas šūnas kodolu, slimības progresēšana tiek strauji paātrināta. Turklāt šūnas, kurām nav veikts primārais, saskaņā ar aprēķiniem saņem mazas sekundārā (delta-elektronu) starojuma devas.
Neskatoties uz zemām devām, līdz 10 miligrami, sekundārajam starojumam ir ievērojami lielāka ietekme uz kaimiņu šūnām, nekā tika domāts, apgalvo zinātnieki. Pēc viņu teiktā, kopumā stohastiskie efekti, ilgstoši lietojot mazas kosmiskā starojuma devas, liecina par vēža riska divkāršu vai lielāku palielināšanos salīdzinājumā ar zināmajām vērtībām. Nākotnes vadīto misiju interesēs ir nepieciešami turpmāki pētījumi novērtēšanas modeļiem.
Raksts tika publicēts Scientific Reports.
Reklāmas video:
Deniss Striguns