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如何应对太空辐射问题给心血管健康带来的负面影响

辐射暴露 太空辐射
发布:2021-03-09 09:48:30    

如果宇航员要执行更长的任务进一步进入太空,则必须了解太空辐射对心血管系统的有害影响并制定对策,以应对太空辐射引起的疾病 来源:NASA

美国和荷兰的科学家团队发表了一篇评论文章,重点介绍了保护宇航员免受长距离太空旅行期间与暴露于空间辐射相关的心血管健康负面影响的方法。

心血管影响

目前,空间辐射被认为是长距离太空旅行的最大限制因素,因为暴露于空间辐射会对人体产生重大的负面影响。但是,有关这些影响的数据目前仅适用于到达月球的阿波罗计划成员-数量太少,无法从中得出关于空间环境对人体影响的任何重要结论。此外,尽管先前已将包括银河系宇宙射线和太阳“质子风暴”在内的空间辐射暴露与癌症和神经系统疾病的发展联系在一起,但缺乏关于空间辐射暴露对心血管系统后果的数据。

为了解决这些限制,研究人员分别位于乌得勒支大学医学中心(UMC),莱顿大学医学中心,拉德布德大学和荷兰埃因霍温技术大学以及美国斯坦福大学医学院和莱斯大学的研究人员,对现有证据进行了详尽的审查,以建立我们对空间辐射的心血管风险的了解。他们在《心血管医学前沿》上发表了他们的发现。

正如UMC乌特勒支大学的研究生的第一作者Manon Meerman所解释的那样,当前的大部分知识来自对接受放射疗法治疗癌症的人的研究,而心血管疾病是常见的副作用,或者来自动物和细胞培养研究,证明了暴露于空间辐射对心血管系统的主要负面影响。这样的影响包括心肌纤维化或变硬以及动脉粥样硬化的加速发展,这是心肌和脑梗塞的主要原因。

“您可以辩称,如果NASA,ESA和其他太空机构想要扩大太空旅行,无论是在地点(例如到火星)还是在时间上,宇航员都将在更长的时间里暴露于特定的太空环境。但是,我们目前不知道暴露于这些特定于空间的因素的影响是什么。” Meerman说。

美国宇航局目前将太空辐射视为长距离太空旅行的最大限制因素,但是确切的短期和长期影响尚未得到完全了解。因此,我们使宇航员面临极其不确定的风险。但是,在过去的几年中,对空间辐射的影响的研究有所增加,我们正在不断地获得有关该主题的更多知识,”她补充说。

在动物模型的心血管系统中观察到的空间辐射诱发的变化包括主动脉壁中的内皮功能障碍。在心肌中,暴露于空间辐射会增加细胞凋亡,氧化应激和炎症,并降低DNA甲基化水平。(提供者:CC BY 4.0 /前心血管医学。 10.3389 / fcvm.2021.631985)

梅尔曼认为,这次讨论的另一个重要因素是我们目前无法充分保护宇航员免受太空辐射的事实。用抗辐射的材料屏蔽是非常困难的,因为暴露水平远高于地球,并且辐射的类型更具穿透性。保护心血管系统的药理学方法因尚未批准有效的放射防护化合物而受到阻碍。

“最重要的结论是,我们实际上对远距离太空旅行对人体造成的确切风险了解不足。因此,我们认为,在扩大人类太空旅行之前,我们应该继续寻找新的方法来保护宇航员免受有害的太空环境的影响。”

展望未来,Meerman强调,对空间辐射影响的研究应纳入先进的模型,以更准确地表示空间辐射对心血管的影响,例如基于实验室创建的人体心脏组织和片上器官的模型测试技术。研究还应该检查组合暴露于不同空间辐射粒子的影响,以及组合暴露于空间辐射成分和其他特定于空间的因素(如微重力,失重和长时间缺氧)的影响。

梅尔曼说:“这些都是至关重要的研究,目的是为了真正了解我们要暴露给宇航员的风险。” “因此,我们认为我们还没有到那儿,我们应该辩论大幅扩大人类太空旅行是否安全。”

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