Kosmische straling zorgt ervoor dat het maag-darmstelsel minder goed functioneert.

Ook lijken astronauten een grotere kans te hebben op maag- en darmkanker. Dat concluderen Amerikaanse onderzoekers in het blad PNAS.

Galactische kosmische straling
De beschadigingen zijn het resultaat van galactische kosmische straling (GCR). Deze straling is afkomstig van buiten ons zonnestelsel en bestaat met name uit atomen die hun elektronen verloren hebben (ioniserende straling). GCR bestaat voornamelijk uit protonen, maar ook voor een klein deel uit de kernen van zware elementen. En die laatste zijn de grootste boosdoeners voor astronauten, zo blijkt ook uit dit onderzoek. “Zware ionen zoals ijzer en silicium zijn schadelijk, omdat ze in vergelijking met fotonen zoals röntgen- en gammastraling een veel grotere massa hebben,” vertelt onderzoeker Kamal Datta. “Met de huidige technologie op het gebied van beschermende schilden is het lastig om astronauten tegen de nadelige effecten van straling met daarin zware ionen te beschermen. Hoewel het misschien wel mogelijk is om medicijnen in te zetten om deze effecten tegen te gaan, is er nog niet zo’n medicijn ontwikkeld.” Tot op heden was dat ook niet echt nodig. Tijdens korte ruimtereizen – bijvoorbeeld naar de maan – worden astronauten namelijk niet aan gevaarlijk hoge doses GCR blootgesteld. Anders wordt dat echter als we naar Mars of andere verre bestemmingen gaan.

Muizen
Eerder onderzoek van dezelfde onderzoeksgroep wees al uit dat zware ionen tijdens dergelijke verre ruimtereizen een gevaar kunnen vormen voor hersenweefsel. Maar nu kunnen we daar het weefsel in het maag-darmstelsel aan toevoegen. Datta en collega’s trekken die conclusie op basis van experimenten met muizen. Deze muizen werden in drie groepen ingedeeld. De ene groep werd blootgesteld aan zware ionen zoals we die in GCR aantreffen. De andere groep werd blootgesteld aan gammastraling. En de derde groep muizen deed dienst als controlegroep en werd niet aan straling blootgesteld.

Gevolgen
Het onderzoek wijst uit dat cellen in de darmen van muizen die aan zware ionen waren blootgesteld niet goed in staat waren om voedingsstoffen op te nemen. Tevens bleken in de darmen van deze muizen veel vaker kwaadaardige poliepen te ontstaan dan in de darmen van muizen die aan gammastraling of helemaal niet aan straling waren blootgesteld. Ook zijn er aanwijzingen dat de zware ionen DNA-beschadigingen veroorzaakten waardoor het aantal senescente cellen – cellen die niet in staat zijn tot een normale celding – toenam. “Deze cellen genereren oxidatieve stress en ontstekingsmoleculen die nog meer schade veroorzaken. Dit is van grote invloed op de migratie van cellen die nodig zijn om de bekleding van de maag en darmen te vervangen en zorgt ervoor dat het maag-darmstelsel trager functioneert,” aldus Datta. Het maag-darmstelsel is bekleed met weefsel dat zeer regelmatig vervangen wordt. De bovenste laag cellen wordt zelfs elke drie tot vijf dagen vervangen. “Elke verstoring van dit vervangingsmechanisme leidt tot een verslechtering van de fysiologische functies, zoals de opname van voedingsstoffen en ligt ten grondslag aan ziekmakende processen, zoals kanker,” vertelt onderzoeker Albert Fornace Jr.

Hoewel de muizen die aan zware ionen werden blootgesteld maar een kleine dosis zware ionen te verteren kregen, lijken de gevolgen daarvan permanent te zijn. En waarschijnlijk beperken ze zich ook zeker niet tot de hersenen, maag en darmen. “Wij geloven dat vergelijkbare schade optreedt in veel organen,” vertelt Datta. “Het is belangrijk om deze effecten van tevoren te begrijpen, zodat we er alles aan kunnen doen om onze toekomstige ruimtereizigers te beschermen.”