Vai mēs varam pasargāt smadzenes no kosmiskā starojuma?
Gatavojoties ieiet jaunā kosmosa ceļojumu laikmetā, mums jāatrod veidi, kā novērst kosmiskās vides radītos veselības riskus. Ir zināms, ka dziļā kosmosa starojums pasliktina kognitīvo funkciju. Vai pētnieki ir atraduši veidu, kā novērst šo kaitējumu?
Šī ir priekšvakarā, kad astronauti tiek nosūtīti dziļās kosmosa izpētei, citu planētu kolonizēšanai un terraformēšanai, kā arī kosmosa tūrisma plānošanai.
Bet kosmosa ceļojumi ir saistīti ar savu veselības risku kopumu.
Viens no galvenajiem draudiem ir kosmiskais starojums, kas var kaitēt centrālajai nervu sistēmai, mainot kognitīvo funkciju un izraisot līdzīgus simptomus kā Alcheimera slimībā.
NASA, kā arī privātie uzņēmumi, kas interesējas par kosmosa ceļojumu koncepcijām, ir plānojuši kolonizējošās misijas uz Marsu tūlīt pēc 2030. gadiem, meklējot efektīvus veidus, kā pasargāt astronautus no radiācijas kaitējuma.
Līdz šim pētnieki galvenokārt ir pievērsušies tam, kā uzlabot kosmosa kuģus un aizsargtērpus kosmosa ceļotājiem, lai atvairītu šo spēcīgo starojumu.
Tomēr Kalifornijas Universitātes (Sanfrancisko) izmeklētāji, kuru vada Susanna Rosi, ir sākuši izstrādāt ārstēšanu, kas varētu kompensēt neirodeģenerāciju, ko izraisījuši kosmiskie stari.
To eksperimentu rezultāti, kurus viņi veica ar peles modeļiem, tagad ir publicēti žurnālā Zinātniskie ziņojumi.
“Kosmiskais starojums var ilgstoši ietekmēt smadzenes”
Iepriekšējie Rosi un komandas veiktie pētījumi atklāja, ka pēc tam, kad peles bija pakļautas radiācijas līmenim, kas ir aptuveni līdzvērtīgs tam, ko cilvēku astronauti var saskarties kosmosa misijas laikā, tika traucēta viņu spēja atšķirt pazīstamus un nepazīstamus objektus.
Parasti, kad pelēm nākas saskarties ar diviem objektiem - vienu, kas viņiem ir jauns un nezināms, un kādu, ko viņi agrāk izpētīja, viņi pavadīs vairāk laika, lai iepazītos ar jauno objektu.
Tomēr dzīvniekiem, kas bija pakļauti radiācijai, bija tendence pavadīt vienādu laiku, pētot abus objektus, kas pētniekiem liecināja, ka peles ir aizmirsušas, ka jau ir bijušas pakļautas vienam no diviem.
Citi pelēm raksturīgie simptomi bija problēmas ar sociālo mijiedarbību un paaugstināta trauksme. Rosi un komanda atzīmē, ka tas, iespējams, bija tāpēc, ka spēcīgais starojums ietekmēja mikrogliju vai smadzenēs un muguras akordā atrastās nervu šūnas, kas ir centrālās nervu sistēmas imūnā mehānisma daļa.
Kad mikroglija tiek aktivizēta, tie var izraisīt simptomus, piemēram, traucētu atmiņas atsaukšanu, kas atbilst neirodeģeneratīvo traucējumu simptomiem.
Daļēji tas ir saistīts ar faktu, ka tie tiek virzīti uz sinapses iznīcināšanu, vai arī starp smadzeņu šūnām izveidojušies savienojumi, kas ļauj tām nodot informāciju.
"Mums sāk būt pierādījumi, ka dziļa kosmosa starojuma iedarbība ilgtermiņā var ietekmēt smadzeņu darbību, taču, cik es zinu, neviens nebija izpētījis iespējamos pretpasākumus, kas varētu aizsargāt astronautu smadzenes pret šo radiācijas iedarbības līmeni. ”
Susanna Rosi
Jauns savienojums parāda solījumu
Jaunajā pētījumā Rosi un kolēģi sadarbojās ar pētniekiem no Loma Linda universitātes Kalifornijā, lai atrastu terapiju, kas varētu neitralizēt starojuma ietekmi uz smadzenēm.
Viņi sāka ar līdzīgu eksperimentu ar pelēm, kurā viņi tika pakļauti radiācijas devai, kas ir līdzīga tai, kas varētu ietekmēt dziļā kosmosa ceļotāju.
Pēc nedēļas pelēm vai nu tika dota regulāra, kontrolēta diēta 15 dienas, vai arī tāda, kas ietvēra ārstēšanu ar eksperimentālu savienojumu PLX5622.
Diēta PLX5622 darbojas, samazinot mikrogliju centrālajā nervu sistēmā. Iepriekšējos pētījumos tika pierādīts, ka ārstēšana ar PLX5622 aizsargā kognitīvo funkciju pelēm, kas pakļautas galvaskausa apstarošanai kā vēža terapijas formai. Rosi un komanda uztvēra savu rezultātu no šiem rezultātiem.
Nesenie eksperimenti arī deva uzmundrinošus rezultātus. Pirmkārt, zinātnieki pamanīja, ka, lai gan sākumā viņiem nebija kognitīvu traucējumu, 3 mēnešu laikā pēc sākotnējās apstarošanas kontroles diētas pelēm bija novājināta jaunu objektu atpazīšana.
Tomēr pelēm, kuras bija saņēmušas PLX5622 terapiju, nebija tādas atmiņas atsaukšanas bojājumu.
Salīdzinot katras grupas peles smadzenes, pētnieki atklāja, ka kontrolgrupas cilvēkiem bija daudz aktivētas mikroglijas un viņi bija zaudējuši daudzas sinapses, savukārt PLX5622 terapijas grupas cilvēki izskatījās veselīgi.
Kāpēc ir šis? Rosi un komanda uzskata, ka, piespiežot centrālo nervu sistēmu likvidēt aktivēto mikrogliju, to vietā nāca jaunas, veselīgas nervu šūnas, ļaujot pelēm uzturēt normālu kognitīvo funkciju.
"Tas ir patiešām labs pierādījums, pirmkārt, ka smadzeņu mikrogliju atsāknēšana var aizsargāt kognitīvās funkcijas pēc starojuma iedarbības, un, otrkārt, mums nav obligāti jāārstē tūlīt pēc apstarošanas, lai zāles būtu efektīvas," skaidro Rosi.
Tomēr pētnieki ir satraukti ne tikai par šīs eksperimentālās terapijas iespējām kosmosa ceļotājiem. Narkotikas, kas izmanto līdzīgus mehānismus kā PLX5622, jau tiek pārbaudītas vēža ārstēšanas klīniskajos pētījumos.
Tas nozīmē, ka šādas zāles var labi noderēt plašākam problēmu lokam, tostarp kognitīviem traucējumiem pēc vēža ārstēšanas.
"NASA ir ļoti ieinteresēta atrast veidus, kā nodrošināt gan astronautu drošību, gan panākumus misijā dziļā kosmosa ceļojumā," atzīmē pētījuma līdzautore Karena Krukovska
"Bet," viņa piebilst, "astronauti ir maza populācija - ir aizraujoši, ka šie atklājumi potenciāli var palīdzēt novērst daudzus citus kognitīvo traucējumu veidus."
