Các hoạt động nghiên cứu vũ trụ đòi hỏi phải xác định đặc điểm và quản lý hoặc giảm thiểu rủi ro bức xạ đối với sức khỏe con người. Tiếp xúc với bức xạ không gian là một trong những mối quan tâm chính vì có khả năng làm tăng nguy cơ ung thư, bệnh tim mạch và cả thoái hóa thần kinh cấp tính. Sự suy giảm chức năng do bức xạ ion hóa từ vũ trụ gây ra đối với hệ thống mạch máu có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh mạch máu não và hậu quả là chứng mất trí nhớ. Những rủi ro này độc lập hoặc hiệp đồng với tổn thương trực tiếp đến các mô của hệ thần kinh trung ương. Nghiên cứu mới đây của các nhà khoa học cho thấy nhiều quá trình tiếp xúc với bức xạ ion hóa có thể ảnh hưởng đến chức năng mạch máu não bao gồm tăng stress oxy hóa, viêm thần kinh, rối loạn chức năng tế bào nội mô, xơ cứng động mạch, xơ vữa động mạch và bệnh lý mạch máu não.
Các chuyến bay vào vũ trụ và sự hiện diện của con người bên ngoài từ quyển Trái đất đặt ra một số thách thức đối với sức khỏe và hiệu suất hoạt động của con người. Khi các phi hành gia thực hiện công việc ngoài vũ trụ trong thời gian dài hơn dự kiến để khám phá ngoài quỹ đạo Trái đất, họ sẽ phải đối mặt với nhiều tác nhân. Chúng bao gồm sự thay đổi trường trọng lực, khu vực sinh hoạt, điều kiện làm việc gây căng thẳng, khoảng cách lớn với Trái đất, mất ngủ, thay đổi chu kỳ sáng-tối và đồng hồ sinh học cũng như tiếp xúc với bức xạ ion hóa từ vũ trụ. Trong đó, quan trọng nhất là phơi nhiễm bức xạ không gian, một trong những rủi ro lớn nhất đối với sức khỏe con người vì có khả năng gây ra những ảnh hưởng cấp tính và mãn tính.
Ảnh hưởng sức khỏe của việc tiếp xúc với bức xạ ion hóa trên mặt đất đã được nghiên cứu và ghi lại kỹ lưỡng về các dạng và liều lượng bức xạ ion hóa, bao gồm cả những người sống sót sau vụ thả bom nguyên tử vào Nhật Bản, những người tiếp xúc khi trị liệu và những người tiếp xúc bức xạ nghề nghiệp. NASA đã ghi nhận những rủi ro khi tiếp xúc với môi trường bức xạ không gian liên quan đến ung thư, suy giảm hệ thần kinh trung ương (CNS), suy giảm chức năng tim mạch và các mô thoái hóa khác. Tuy nhiên, do trải nghiệm của con người tương đối trong môi trường không gian và khả năng phân tích hạn chế, nên bằng chứng về tác động sinh học của bức xạ không gian phần lớn đến từ phơi nhiễm bức xạ ion hóa trên mặt đất và các mô hình thí nghiệm tiền lâm sàng của môi trường bức xạ. Điều quan trọng là hiệu ứng suất liều và chất lượng bức xạ từ môi trường bức xạ không gian khác với phơi nhiễm trên mặt đất. Do đó, để các sứ mệnh thám hiểm kéo dài thành công trong không gian và môi trường sống trên Mặt trăng, Sao Hỏa, cần phải xác định các con đường tiềm ẩn mà môi trường bức xạ không gian có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của phi hành gia về bức xạ, tỷ lệ liều lượng và chất lượng liên quan. Những nghiên cứu này là cần thiết để thông báo rủi ro và phát triển các biện pháp đối phó thích hợp.
Hệ thống mạch máu não
Sa sút trí tuệ là một thuật ngữ chung mô tả sự suy giảm dần dần và không thể đảo ngược trong chức năng nhận thức. Chẩn đoán về chứng sa sút trí tuệ cao nhất hiện nay là bệnh Alzheimer, đặc trưng bởi sự xuất hiện của các bệnh lý amyloid beta và tau trong não, tuy nhiên sinh lý bệnh chính xác của bệnh Alzheimer vẫn chưa được hiểu rõ ràng. Chứng sa sút trí tuệ do mạch máu, loại sa sút trí tuệ phổ biến thứ hai, được đặc trưng bởi lượng bệnh lý mạch máu trong não cao. Tuy nhiên, có sự chồng chéo về các bệnh lý sa sút trí tuệ vì hầu hết các trường hợp mắc bệnh Alzheimer cũng biểu hiện nhiều bệnh lý về mạch máu và bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer có thể có nguy cơ mắc bệnh mạch máu cao. Do đó, người ta cho rằng rối loạn chức năng mạch máu có thể là một phần nguyên nhân của nhiều loại bệnh mất trí nhớ bao gồm cả bệnh Alzheimer, mặc dù vẫn chưa biết liệu các yếu tố mạch máu có bổ sung hay độc lập với các bệnh lý của bệnh Alzheimer hay không. Rối loạn chức năng mạch máu góp phần gây ra chứng mất trí nhớ có thể biểu hiện dưới dạng bệnh mạch máu não. Tiền sử đột quỵ làm tăng nguy cơ mắc chứng mất trí nhớ lên 70% với những cơn đột quỵ khiến nguy cơ tăng hơn gấp đôi. Bệnh mạch máu não cũng đã được báo cáo là làm tăng nguy cơ mất trí nhớ. Bệnh nhân sa sút trí tuệ có bệnh lý vi mạch đã chứng minh sự mất mát đáng kể các tế bào thần kinh vùng đồi thị, bao gồm cả những bệnh nhân mắc bệnh mạch máu não di truyền. Sự suy giảm tiền lâm sàng trong chức năng mạch máu, tức là những thay đổi không dẫn đến bệnh lý rõ ràng, cũng có thể góp phần gây ra bệnh sa sút trí tuệ. Trong một nghiên cứu với những người tham gia mắc bệnh Alzheimer khởi phát muộn, việc phân tích các dấu hiệu sinh học trong huyết tương cho thấy rằng rối loạn điều hòa mạch máu là một trong những rối loạn sớm nhất trong chuỗi các sự kiện có liên quan đến sự tiến triển của bệnh. Trong các mô hình bệnh lý giả định, rối loạn chức năng vi mạch não có thể dẫn đến tích tụ các bệnh lý amyloid trong não và giảm khả năng loại bỏ chúng, do đó đẩy nhanh quá trình thoái hóa thần kinh phụ thuộc vào amyloid. Sự phá vỡ hàng rào máu não cũng có thể góp phần gây ra các bệnh lý thoái hóa thần kinh và làm tăng tỷ lệ viêm thần kinh và chất độc thần kinh. Ngoài ra, tình trạng giảm tưới máu não toàn cầu có thể làm trầm trọng thêm các bệnh lý thoái hóa thần kinh. Bởi vì rối loạn chức năng mạch máu não có liên quan đến sinh lý bệnh của nhiều loại chứng sa sút trí tuệ bao gồm chứng sa sút trí tuệ do mạch máu và bệnh Alzheimer, nên điều quan trọng là phải xem xét tình trạng sức khỏe của hệ thống mạch máu não khi xác định nguy cơ sa sút trí tuệ.
Mô hệ thần kinh trung ương được coi là “kháng tia xạ” bởi các đánh giá lâm sàng và hình ảnh thần kinh hiếm khi ghi nhận tình trạng hoại tử mô não ở những bệnh nhân được chiếu xạ bằng bức xạ ion hóa 50 Gy trở xuống. Tuy nhiên, tổn thương não do bức xạ đã được công nhận trong nhiều thập kỷ do hậu quả của việc điều trị bằng xạ trị và khả năng chụp ảnh thần kinh cũng như các mô hình thử nghiệm nâng cao sự hiểu biết về tổn thương não do bức xạ gây ra ở nhiều liều lượng khác nhau, từ một đến hàng chục và thậm chí hàng trăm Gy. Có ba cách phân loại tổn thương não do bức xạ trên lâm sàng: tổn thương cấp tính, xảy ra ngay sau khi bị chiếu xạ và khỏi trong vài ngày; tổn thương muộn xảy ra vài ngày đến vài tháng sau xạ trị với các triệu chứng như đau đầu và mất trí nhớ ngắn hạn và có thể hồi phục; tổn thương muộn xảy ra 6 tháng hoặc muộn hơn sau khi bị chiếu xạ và có thể có những thay đổi tiến triển và không thể đảo ngược trong cấu trúc não, chức năng mạch máu và nhận thức. Một số đánh giá đã cho thấy tổn thương muộn xảy ra ở hơn 1/3 số bệnh nhân xạ trị não. Tỷ lệ suy giảm nhận thức lâu dài cao hơn đã được báo cáo sau khi tiếp xúc với bức xạ trị liệu ở đầu và cổ.
Hiểu được tác động của bức xạ là rất phức tạp, vì bức xạ bao gồm các mức phơi nhiễm khác nhau về liều lượng và chất lượng. Cơ sở để đánh giá các tác động bức xạ ion hóa đến mạch máu não và não bộ của con người hiện được sử dụng từ dữ liệu phơi nhiễm trị liệu, nhóm các cá nhân phơi nhiễm nghề nghiệp và hay vô tình bị phơi nhiễm, những người sống sót sau vụ nổ bom nguyên tử và các mô hình thí nghiệm tiền lâm sàng. Ngoài các loại phơi nhiễm bức xạ, còn có những tác động khác khi đánh giá nguy cơ mắc bệnh thoái hóa thần kinh lâu dài đối với con người khi tiếp xúc với môi trường bức xạ. Ví dụ, các phi hành gia du hành vào vũ trụ có thể khỏe mạnh hơn và có thể có “dự trữ nhận thức” cao hơn. Dự trữ nhận thức cao cho thấy rằng có thể chịu đựng được nhiều thay đổi hoặc bệnh lý liên quan đến tuổi tác ở não mà vẫn duy trì được chức năng, đặc biệt là khi bị căng thẳng và thực hiện khối lượng công việc cao. Sự khác biệt giới tính ở mô hình động vật tiếp xúc với bức xạ cũng cho thấy khả năng nhận thức và độ dẻo cấu trúc của tế bào thần kinh. Vì nam giới và phụ nữ khác nhau khi bị các bệnh thoái hóa thần kinh và mạch máu não, nên cần phải xem xét các tác động cụ thể của giới tính đối với nguy cơ bị phơi nhiễm. Những thay đổi liên quan đến tuổi tác trong cấu trúc và chức năng mạch máu não cũng sẽ cần được xem xét, vì các bệnh lý mạch máu não có liên quan đến lão hóa. Cuối cùng, các yếu tố cá nhân bao gồm di truyền như kiểu gen apolipoprotein E, tiền sử bệnh tật của gia đình, các yếu tố xã hội quyết định sức khỏe và các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh từ bức xạ.
Từ khóa: bức xạ ion hóa; phơi nhiễm;
– CMD –
