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2006-06-29 22:24:04
美国研究宇宙射线对人体衰老的影响
爱因斯坦曾提出过双生子佯谬，一对双胞胎中的一个乘宇宙飞船离开地球，另一个则...[展开]
美国研究宇宙射线对人体衰老的影响
爱因斯坦曾提出过双生子佯谬，一对双胞胎中的一个乘宇宙飞船离开地球，另一个则留在地球上，当离开地球的兄弟重新回到地球上时，他将比地球上的兄弟年轻。
相对论理论可以解释这个现象，但是爱因斯坦并没有考虑宇宙飞行对生物体的影响。现在美国的科学家们出于保护宇航员的考虑，开始研究宇宙射线对人体的影响，他们认为宇宙射线会使人体衰老得更快。
美国宇航局约翰逊空间中心的辐射研究首席科学家Frank Cucinotta说：“爱因斯坦佯谬中没有考虑生物的因素，尤其是空间辐射与生物体衰老的关系。
”Cucinotta解释说，当宇航员进行空间飞行时，他的染色体暴露在强烈的宇宙射线下，这可能会损害他的染色体端粒（DNA顶端的小分子），而在地球上染色体端粒的减少与衰老有关。
迄今为止，人们很少考虑宇宙射线对人体衰老的影响，因为这种影响即使存在，也会非常小。
现在的宇航员飞离地球都不远，地球周围起保护作用的地磁场可以使宇宙射线发生偏折，所以宇航员受到的射线照射并不多。但是，美国宇航局计划2018年把宇航员送到地磁场外的太空中去，最后甚至要到达火星。
这样宇航员就会在宇宙射线中暴露几周或者几个月的时间。所以，美国宇航局急切的想要知道宇宙射线辐射是否真的会造成人体衰老，如果这种影响真的存在，那么我们该怎样设法避免。
目前科学家们刚刚起步考虑这个问题。
“事实是，我们对射线辐射和端粒减少的关系了解的很少。”德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学家Jerry Shay说，他和同事们正在NASA的支持下研究这个问题。 他们的研究成果对所以人都有好处，不管是地球上的还是太空中的。
就像定时炸弹的导火线一样，端粒在细胞分裂时会减短，当端粒太短时，细胞的寿命也就到头了，它不能继续分裂下去了，这种现象称为“复制性衰老”。如果没有这种嵌入式的“导火线”，人体细胞将会永无止尽的生长复制下去。
而实际上由于端粒的存在，大多数人体细胞只能分裂50到100次。
目前的一个衰老理论认为，当人体细胞开始达到端粒分裂极限时，人体缺少新生细胞的补充，将会逐渐显示出衰老的种种特征：褶皱的皮肤、功能减弱的器官、免疫能力降低等。
Shay说，端粒减少到底是否会造成衰老目前还处于争议当中。 但是文献中已经有一些关于端粒减短与衰老一致的记录，例如端粒较短的人的平均寿命比端粒较长的人短，但是这些仅有的联系还不足以证明端粒是否就是衰老的直接原因。
Shay说：“很难证明两者之间的因果关系。但是我认为越来越多的研究使人们逐渐开始相信端粒减短是衰老的原因。 ”
Frank Cucinotta和同事们最近的研究显示，铁核辐射（宇宙射线中最主要的成分）确实会损害人体细胞中的端粒。
为了证明他们的结论，他们把一个装满淋巴细胞的实验器皿暴露铁核和伽玛射线下，这个比较全面的分析方法需要很长时间才能得出结果。但是一种最新的称为“RxFISH（种间交叉多色显带荧光分析技术）”的细胞着色技术允许Cucinotta和同事们同时观察多个端粒，从而大大提高了研究速度。
Cucinotta说：“我们得出了非常令人惊讶的结果：铁核对端粒的损害比伽玛射线强得多。”他认为这个明显的差别是由于铁核对端粒的损害途径更多造成的。端粒带子被缠绕成拉长的圈，就像染色体端部的节点一样。
伽玛射线只能损害这种圈的一边，而铁核却能同时对两边都有损害，从而对端粒造成持续的伤害，甚至可能造成端粒的完全损坏。 但是，这种解释目前仍然只是一个推测。
Shay说，现在的任务是怎样把宇宙射线对端粒的损害量化，让空间飞行的管理人员和宇航员们认识到他们将要面临的危险。
宇航员们的余生可能并不会在轮椅上度过，但是结果却很难预料。例如，执行阿波罗登月计划的宇航员出现白内障的时间比其他宇航员早7年。 白内障通常是衰老的征兆。
科学家们考虑更多的是大脑和脊髓的衰老情况。
塔夫斯大学的Jim Joseph和马里兰大学的Bernie Rabin用老鼠进行试验，研究显示脑组织更容易受到铁核辐射造成的衰老影响。
Shay说：“越来越多的研究说明，长时间的太空飞行中的确会出现这些问题。
”但是，如果科学家们能够知道铁核辐射是怎样影响端粒的，那么他们就能找到一些方法来避免受到类似损伤，也许解决办法仅仅是服用一片含有DNA修复分子的药片。
谭华海译自： 网站 2006年3月22日
来源：教育部科技发展中心 发布时间：2006年3月24日
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