太空輻射對(duì)血細(xì)胞有害嗎？

唐承革

當(dāng)你聽說(shuō)在你的身體中，有1千萬(wàn)個(gè)紅細(xì)胞正在死亡的時(shí)候，千萬(wàn)不要大驚小怪，這是正常的生理現(xiàn)象，你骨髓中的干細(xì)胞正在源源不斷地提供新的、年輕的紅細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充這些死亡的細(xì)胞。

但是，如果這些紅細(xì)胞停止工作，也沒有新鮮的紅細(xì)胞和白細(xì)胞來(lái)補(bǔ)充的時(shí)候，你很快會(huì)出現(xiàn)貧血，你的免疫系統(tǒng)也會(huì)很快崩潰，如果不進(jìn)行醫(yī)治的話，你就會(huì)死亡。

這些現(xiàn)象可能發(fā)生在航天員脫離地球軌道進(jìn)入其他星球的旅途中。人們已經(jīng)知道太空輻射可以損傷航天員體內(nèi)的細(xì)胞，而對(duì)于輻射到底對(duì)紅細(xì)胞有多大影響，目前還不十分清楚。

美國(guó)賓夕法尼亞州大學(xué)的一位醫(yī)學(xué)博士艾倫·格維茲進(jìn)行了這方面的研究。他研究的課題是輻射對(duì)血細(xì)胞的影響和藥物防治。實(shí)驗(yàn)方法是在地面采用模擬的方法，創(chuàng)造一種類似于太空輻射的環(huán)境，觀察它對(duì)骨髓干細(xì)胞的影響和藥物防治的作用。格維茲說(shuō)：“這項(xiàng)研究不僅對(duì)航天員有好處，對(duì)地球上的血液病人，例如白血病和再生障礙性貧血病人的康復(fù)也是有益的。”

這項(xiàng)研究是在紐約的美國(guó)宇航局空間輻射實(shí)驗(yàn)室(NSRL )中進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)室中的工作人員是由近3000名科學(xué)家、工程師和技術(shù)人員組成，每年有超過(guò)4000名研究人員到里面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的科研工作已經(jīng)獲得6項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)。

為了確保太空船上航天員的安全，在2003年由美國(guó)宇航局和能源部的Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室共同組建了一個(gè)價(jià)值3400萬(wàn)美元太空輻射的設(shè)備，它是少數(shù)幾個(gè)可以模擬太空輻射環(huán)境的設(shè)備之一。美國(guó)宇航局的生物學(xué)家和物理學(xué)家將在新建的設(shè)備中進(jìn)行數(shù)千次實(shí)驗(yàn)，每年使用這個(gè)設(shè)備進(jìn)行研究的科學(xué)家大約有80人左右。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中有一臺(tái)核粒子加速器，它可以產(chǎn)生類似航天員在太空中受到輻射作用的高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子和重離子。

阿波羅航天員在飛往月球的途中受到一些宇宙射線的照射，由于他們飛行的時(shí)間很短，輻射對(duì)他們的影響不大。但是，當(dāng)航天員到火星探險(xiǎn)時(shí)，至少有6個(gè)月的時(shí)間要接受宇宙射線的照射，累積的宇宙射線損傷作用將對(duì)航天員健康有影響。

為了進(jìn)行宇宙射線對(duì)航天員血液供應(yīng)影響的研究，格維茲將血液干細(xì)胞放到一個(gè)有蓋的培養(yǎng)皿中進(jìn)行照射。在每個(gè)培養(yǎng)皿中放入從健康被試者骨髓干細(xì)胞中取出的約100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。一旦這些細(xì)胞暴露到輻射環(huán)境下，科學(xué)家仔細(xì)觀察這些細(xì)胞受損的情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)將要解答以下問題：這些細(xì)胞的DNA鏈（制造新細(xì)胞的“存儲(chǔ)片”）是否受到影響？如果受到影響，損傷的部位和程度怎樣？引起損傷的機(jī)制是什么？因?yàn)楦窬S茲用的是成年人的干細(xì)胞，所以不會(huì)與胚胎干細(xì)胞發(fā)生混淆。

為了防止輻射對(duì)造血母細(xì)胞的損害，格維茲進(jìn)行了藥物“對(duì)抗措施”的研究，它可以幫助航天員耐受低水平輻射的照射。一種想法是給細(xì)胞抗氧化劑，大部分DNA的損傷不是由于輻射本身引起的，而是輻射在沖擊一些其他分子時(shí)引起化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生“自由基”。這些游離的自由基氧化損傷DNA。科學(xué)家認(rèn)為用抗氧化劑來(lái)阻止氧化，也許可以減少DNA的損傷。 他們考慮的另一個(gè)方法是增強(qiáng)人體修復(fù)DNA自然系統(tǒng)的作用。一般情況下，細(xì)胞中含有很多特殊的修復(fù)酶，它經(jīng)常進(jìn)入到長(zhǎng)的DNA鏈上，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)受損的DNA鏈。格維茲說(shuō)：“我們希望發(fā)現(xiàn)一種方法去刺激自然的修復(fù)機(jī)制。”這些對(duì)抗措施可以保護(hù)培養(yǎng)皿中的細(xì)胞嗎？格維茲說(shuō)在今年的年底他們會(huì)得出結(jié)果的。如果他們成功的話，航天員在到火星的途中將不需要擔(dān)心他們體內(nèi)的血細(xì)胞會(huì)供應(yīng)不上。

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