Ilmuwan Amerika telah sampai pada kesimpulan bahwa model klasik untuk menilai onkogenisitas sinar kosmik galaksi meremehkan efek stokastiknya pada waktu pemaparan yang lama.
Misi luar angkasa berawak menimbulkan risiko tinggi bagi kesehatan kru. Jadi, gayaberat mikro dapat merusak penglihatan, dan sinar kosmik dapat memicu kanker. Dengan jarak dari orbit rendah Bumi dan sabuk radiasi, misalnya, sebagai bagian dari kolonisasi Mars, energi radiasi dan, sebagai konsekuensinya, kemungkinan penyakit radiasi tampaknya akan meningkat. Pada saat yang sama, program semacam itu tidak memberikan implementasi jangka pendek: satu kelompok kosmonot akan membutuhkan lebih dari 900 hari untuk mempelajari Planet Merah. Oleh karena itu, para ilmuwan mencari peluang untuk memprediksi efek sinar kosmik galaksi pada tubuh manusia.
Penilaian risiko semacam itu dikaitkan dengan sejumlah keterbatasan. Pertama, tidak jelasnya bagaimana pengaruh radiasi di ruang angkasa terkait dengan komposisi radiasi. Secara khusus, efek pada organisme hidup dan transfer linier ion berat energi rendah, tetapi intensitas tinggi - partikel helium, proton dan elektron delta - masih kurang dipelajari. Kedua, model yang ada, termasuk NASA, dirancang untuk mengungkap efek langsung radiasi. Mereka memungkinkan memprediksi hasil deterministik yang terkait dengan ambang dosis tertentu. Efek stokastik kurang deskriptif, meskipun efek tersebut dapat muncul bahkan setelah beberapa tahun.
Dalam karya baru ini, spesialis dari University of Nevada telah membangun model struktural pertama dari jejak partikel radiasi kosmik galaksi dan efek stokastiknya dalam rangka penyebaran sel kanker. Perhitungan tersebut berdasarkan data percobaan pemodelan pada mencit betina tumor tipe B6CF1 kelenjar Gardera yang dilakukan dari tahun 1985 hingga 2016. Rancangan percobaan ini sesuai dengan asumsi kondisi radiasi kosmik: hewan disinari secara bersamaan dengan beberapa (lebih dari empat) jenis partikel pada dosis rendah (hingga 0,2 pemanasan). Untuk memprediksi jejak dan pertumbuhan jaringan yang rusak pada dosis rendah, penulis mengekstrapolasi model NASA.
Perkiraan jumlah sel yang sensitif terhadap efek deterministik (TE) dan stokastik (NTE) dari sinar kosmik, bergantung pada jumlah muatan partikel per tahun (pada kedalaman lima sentimeter dari permukaan tubuh dan di belakang permukaan aluminium). Segitiga merah sesuai dengan jumlah sel yang berpotensi terpapar sinar delta dengan dosis kurang dari 0,1 miligray / © Francis A. Cucinotta et al., Scientific Reports, 2017
Dengan menggunakan fungsi risiko, mereka menghitung dinamika patologi dengan mempertimbangkan jenis dan fluensi (transfer) radiasi, muatan partikel, dan energi kinetik per berat badan. Selama pemaparan, satu tahun diambil dengan dosis serapan hingga 0,2 g. Analisis menunjukkan bahwa efek stokastik memprediksi pertumbuhan tumor jauh lebih baik pada dosis radiasi rendah (kurang dari 0,1 abu-abu). Model ini konsisten dengan eksperimen: ketika lebih dari satu ion berat, seperti besi-56, bekerja pada inti sel yang sehat, perkembangan penyakit dipercepat dengan tajam. Selain itu, sel yang belum mengalami primer, menurut perhitungan, menerima radiasi sekunder (delta-elektron) dosis kecil.
Meskipun dosis rendah, hingga 10 miligray, radiasi sekunder memiliki efek yang jauh lebih besar pada sel tetangga daripada yang diperkirakan, kata para ilmuwan. Menurut mereka, secara umum, efek stokastik pada paparan lama radiasi kosmik dosis rendah menunjukkan peningkatan risiko kanker dua kali lipat atau lebih dibandingkan dengan nilai yang diketahui. Untuk kepentingan misi berawak di masa depan, model penilaian memerlukan penelitian lebih lanjut.
Artikel itu diterbitkan di Laporan Ilmiah.
Video promosi:
Denis Strigun
