O espaço pode ser um lugar perigoso para humanos frágeis. Aqueles que desejam se aventurar na órbita da Terra precisam negociar riscos à saúde, como temperaturas extremas, quartos apertados, longos períodos de isolamento e os efeitos fisiológicos debilitantes da vida sem gravidade. As coisas ficarão ainda mais difíceis para os astronautas que esperam viajar para um asteróide ou para Marte.
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Uma das maiores ameaças das viagens no espaço profundo é a exposição prolongada à radiação cósmica implacável, que pode danificar o DNA e aumentar as chances de um viajante espacial desenvolver doenças como o câncer durante a vida. Agora, pesquisas em ratos sugerem que as primeiras pessoas a tentar uma missão a Marte terão um problema mais imediato: danos cerebrais. Os raios cósmicos que bombardeiam o cérebro podem resultar em prejuízos cognitivos e de memória que se manifestarão em apenas alguns meses.
A radiação cósmica galáctica é feita de partículas de alta energia originadas de explosões passadas de supernovas que passam pelo nosso sistema solar. A NASA patrocinou numerosos estudos investigando os efeitos a curto e a longo prazo da radiação espacial em cada sistema do corpo, revelando que esses raios podem ter um efeito devastador sobre o tecido biológico ao longo da vida.
Estudos anteriores sugeriram que a exposição à radiação também poderia causar comprometimento cognitivo, incluindo o início precoce de demência semelhante à de Alzheimer. Agora Charles Limoli, professor de radiação oncológica na Universidade da Califórnia Irvine School of Medicine, e sua equipe demonstraram que mesmo doses relativamente baixas de raios cósmicos induzirão uma série específica de anormalidades neurais que poderiam se manifestar durante uma missão de ida e volta. para Marte, que deve durar de dois a três anos.
"Este é o primeiro estudo, na minha opinião, que realmente liga um monte de pontas soltas e fornece um mecanismo para o que está acontecendo para causar disfunção cognitiva", diz Limoli, cuja equipe relata os resultados hoje na Science Advances .
Para estudar os efeitos “entorpecentes” da radiação, os pesquisadores examinaram vários grupos de camundongos de seis meses - a idade média aproximada dos astronautas nos anos de camundongos. A equipe criticou os ratos com doses baixas ou altas de partículas energéticas carregadas, semelhantes às encontradas na radiação cósmica galáctica. Essas partículas deslocam elétrons no tecido vivo que, em seguida, acionam reações de radicais livres, que causam alterações nas células e tecidos do corpo. Embora as reações dos radicais livres ocorram dentro de milissegundos, as anormalidades celulares que elas causam tomam forma durante meses ou até anos, então os pesquisadores esperaram seis semanas antes de testar os ratos irradiados para permitir que o dano celular se desenvolvesse.
Os resultados mostraram que os ratos irradiados foram significativamente prejudicados em sua capacidade de explorar novos objetos colocados em seu ambiente, uma tarefa que se baseia em um sistema saudável de aprendizagem e memória. “Os animais que foram expostos perderam a curiosidade. Eles perderam a tendência de explorar novidades ”, diz Limoli.
Especificamente, a equipe descobriu mudanças estruturais induzidas pela radiação no córtex pré-frontal medial, uma região do cérebro responsável por processos de ordem superior que se sabe estarem engajados durante tarefas de memória. Neurônios nessas áreas prejudicadas mostraram uma redução na complexidade e densidade de estruturas chamadas dendritos, que atuam como antenas para as mensagens celulares que chegam e são essenciais para a troca eficiente de informações em todo o cérebro. A equipe de pesquisa também descobriu alterações no PSD-95, uma proteína que é importante para a neurotransmissão e também está associada ao aprendizado e à memória.
As alterações celulares nos dendritos estavam diretamente relacionadas ao desempenho cognitivo - os ratos com as maiores alterações estruturais tiveram os resultados de desempenho mais pobres. E embora essas deficiências demorassem a se manifestar, elas parecem ser permanentes.
Limoli observa que, enquanto o trabalho foi feito em ratos, o dano observado em seu estudo se parece muito com defeitos vistos em cérebros humanos que sofrem de doenças neurodegenerativas como a demência. "Como esses tipos de alterações também foram encontrados em uma série de condições neurodegenerativas e ocorrem durante o envelhecimento, ele fornece um cenário lógico para o que a radiação faz no cérebro de roedores e humanos", diz Limoli.
É provável que ninguém tenha visto esses tipos de defeitos nos astronautas de hoje, porque as pessoas que trabalham na Estação Espacial Internacional são “protegidas pela magnetosfera da Terra, que desvia qualquer coisa que tenha uma carga”, diz Limoli. E enquanto os astronautas que viajaram para a lua não foram protegidos pelo abraço magnético da Terra, suas viagens relativamente curtas teriam níveis limitados de exposição a uma fração daqueles que seriam experimentados em uma missão a Marte.
Embora os resultados desse experimento tenham sido marcantes, outros especialistas enfatizam que ainda faltam dados suficientes para tirar conclusões definitivas sobre os efeitos da radiação das pessoas. "Muitas das informações que temos foram extrapoladas de estudos de eventos catastróficos na Segunda Guerra Mundial", diz Nathan Schwadron, professor associado de física de plasma espacial da Universidade de New Hampshire. "Nós simplesmente não temos muito conhecimento sobre o que acontece com os sistemas biológicos quando expostos a altos níveis de radiação por períodos prolongados. Eu acho que há um risco potencial aqui, mas nós realmente não entendemos isso ainda. ”
Então, o que deve ser feito? A Nasa está atualmente investigando tecnologias de blindagem mais avançadas que poderiam proteger melhor os astronautas em missões de longo prazo no espaço profundo. Os engenheiros também podem alterar as capacidades de blindagem em certas regiões do navio, como onde os astronautas dormem, ou adaptar pessoas com capacetes especializados para caminhadas espaciais, diz Limoli.
Schwadron, cuja pesquisa se concentra principalmente no desenvolvimento de blindagens avançadas, diz que a energia da radiação cósmica galáctica é tão alta que interage com os materiais de proteção de maneiras potencialmente problemáticas. “O que acontece é que a radiação de alta energia atinge o escudo e depois produz um banho de partículas secundárias. Os nêutrons são provavelmente o principal exemplo disso. ”Essas partículas de alta energia podem interagir com o corpo, induzindo reações de radicais livres e danos subseqüentes aos tecidos.
Avançando, Limoli e sua equipe planejam projetar experimentos que simulem com mais precisão a exposição humana aos raios cósmicos galácticos e investiguem mecanismos subjacentes alternativos e tipos de células que possam contribuir para a proliferação de déficits cognitivos. Ele também está investigando intervenções farmacológicas que poderiam proteger o tecido cerebral dessa radiação.
"Temos alguns compostos promissores que provavelmente ajudarão bastante", diz Limoli. "Este não é um disjuntor de acordo - é algo que precisamos entender e estar cientes para que não sejam pegos de surpresa."
