Forskare har utvecklat en ny teknik för att skydda elektronik inom militär- och rymdutforskningsteknik från joniserande strålning.
Review undersöker hur rymdstrålning kan skada kardiovaskulär hälsa och diskuterar hur vi kan skydda astronauter, från C-vitamin till spenat.
Rymd:den sista gränsen. Vad hindrar oss från att utforska det? Tja, massor av saker, men en av de stora frågorna är rymdstrålning, och de effekter den kan ha på astronauternas hälsa under långa resor. En ny recension i den öppna tidskriften Frontiers in Cardiovascular Medicine utforskar vad vi vet om hur rymdstrålning kan påverka kardiovaskulär hälsa negativt och diskuterar metoder för att skydda astronauter. Dessa inkluderar strålskyddande läkemedel och antioxidantbehandlingar, av vilka några är vanligare än du kanske tror.
Utrymmet är otroligt ogästvänligt. Utanför låg jordomloppsbana bombarderas astronauter med strålning, inklusive galaktiska kosmiska strålar och "protonstormar" som släpps ut av solen. Denna strålning är skadlig för människokroppen, skadar proteiner och DNA, och är en av de främsta anledningarna till att vi ännu inte har kunnat skicka någon till Mars eller längre bort.
Dessa frågor inspirerade Dr Jesper Hjortnaes från Leiden University Medical Center i Nederländerna att undersöka vad vi vet om de skadliga effekterna av rymdstrålning. "Om vi vill se människors långväga rymdresor måste vi förstå effekterna av rymdinducerade sjukdomar och hur vi skyddar våra kroppar från det," sa Hjortnaes. Hjortnaes har dock ett intresse för en specifik aspekt av rymdstrålning:dess kardiovaskulära effekter.
Du kanske blir förvånad över att höra att förutom de sjukdomar vi vanligtvis förknippar med strålning, som cancer, kan det också ha allvarliga effekter på det kardiovaskulära systemet. Att lida av hjärt-kärlsjukdom skulle vara katastrofalt för besättningsmedlemmar på långväga rymduppdrag, och därför är det viktigt att identifiera vilka risker som är och hur man kan minska dem.
Hjortnaes och kollegor granskade bevisen för att fastställa vad vi vet om de kardiovaskulära riskerna med rymdstrålning. Mycket av det vi vet kommer från att studera människor som har fått strålbehandling mot cancer, där hjärt-kärlsjukdom är en vanlig biverkning, eller från musstudier av strålningsexponering.
Så vad är effekterna? Strålning kan orsaka ombyggnad av hjärtmuskeln, där hjärtats struktur börjar förändras, och seg, fibrös vävnad växer för att ersätta friska muskler, vilket kan leda till hjärtsvikt. Andra effekter inkluderar åderförkalkning i blodkärl, som kan orsaka stroke eller hjärtinfarkt. Strålning utövar sina effekter genom att orsaka inflammation, oxidativ stress, celldöd och DNA-skador.
Forskare har också undersökt möjliga sätt att skydda astronauter. Dessa inkluderar läkemedel som en astronaut kan ta för att skydda sig mot rymdstrålning och antioxidanter. Intressant nog har en antioxidantdiet, inklusive mejeriprodukter, gröna grönsaker som spenat och antioxidanttillskott som vitamin C, potential för att skydda astronauter från de skadliga reaktiva syremolekylerna som produceras under strålningsexponering.
Sammantaget avslöjade granskningen att hittills har forskning bara skrapat ytan av rymdstrålning och de bästa metoderna för att skydda astronauter från den. Det finns få avgörande bevis för strålningsinducerad hjärt-kärlsjukdom hos astronauterna själva, eftersom så få av dem någonsin har gått längre än en låg omloppsbana runt jorden, och musstudier är inte en exakt matchning för människor.
Dessa frågor fick Hjortnaes och kollegor, som utvecklar mänsklig hjärtvävnad i laboratoriet, att dra slutsatsen att vi behöver ytterligare forskning om dessa frågor och nya forskningsmetoder, såsom organ-on-a-chip testteknik.
"Vi behöver utveckla människobaserade vävnadsplattformar, såsom hjärt-på-ett-chip-system, som kan simulera verkliga mänskliga sjukdomar, utanför människokroppen, för att reda ut mekanismerna som spelar in i rymdstrålningsinducerad hjärt-kärlsjukdom," sa Hjortnaes.
Referens:"Myocardial Disease and Long-Distance Space Travel:Solving the Radiation Problem" av Manon Meerman, Tom C. L. Bracco Gartner, Jan Willem Buikema, Sean M. Wu, Sailay Siddiqi, Carlijn V. C. Bouten, K. Jane Grande-Allen, Willem J. L. Suyker och Jesper Hjortnaes, 12 februari 2021, Frontiers in Cardiovascular Medicine .
DOI:10.3389/fcvm.2021.631985
