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19 octobre 2016 3 19 /10 /octobre /2016 15:47
Curiosity-Sol-1464- mentre sta perforando
La sonda spaziale Curiosity che inizia a perforare suolo marziano

La missione Marte si tradurrà in un'esposizione inevitabile alle radiazioni cosmiche che hanno dimostrato di causare disturbi cognitivi in modelli di roditori, e possibilmente lo stesso provocheranno in astronauti impegnati in profondi viaggi nello spazio. Di particolare interesse è il rischio di esposizione alle radiazioni cosmiche, che sono tali da compromettere il processo decisionale critico durante le normali operazioni o in condizioni di emergenza nello spazio profondo. Roditori esposti a radiazioni cosmiche mostrano persistenti disturbi dell'ippocampo e diminuzioni di prestazioni corticali, basate, utilizzando sei compiti comportamentali indipendenti, somministrati tra coorti separate 12 e 24 settimane dopo l'irradiazione, ha indotto menomazioni  da radiazioni spaziali della memoria episodica e il riconoscimento sono state temporalmente coincidenti con deficit nella funzione esecutiva e aliquote ridotte di paura-estinzione ed elevata ansia. L'irradiazione ha causato una significativa riduzione della complessità dendritica, densità delle spine e alterata la morfologia della colonna vertebrale lungo il lobo prefrontale mediale, quindi dei neuroni corticali noti per mediare la neurotrasmissione, una volta interrogati da nostri compiti comportamentali. La radiazione cosmica ha anche perturbato integrità sinaptica e determinato una maggiore neuro infiammazione che persisteva più di 6 mesi, dopo l'esposizione.  I deficit comportamentali per i singoli animali  sono correlati in modo significativo alla ridotta densità delle spine e una maggiore punta sinaptica, fornendo misure quantitative di rischio per lo sviluppo del decadimento cognitivo. I nostri dati forniscono altre prove che i viaggi nello spazio profondo rappresentano una vera e unica minaccia per l'integrità dei circuiti neurali nel cervello.

L'esplorazione dello spazio presenta innumerevoli sfide per l'ingegnosità del genere umano. distanze vaste separano il nostro pianeta da quelli all'interno e al di là del nostro sistema solare e vi è la necessità di altri progressi in ingegneria, per ridurre al minimo il tempo di viaggi nello spazio profondo e nella biologia degli astronauti,  tutta tesa a migliorare il maggior numero di effetti negativi possibili di un prolungato viaggio spaziale. Mentre molte minacce per il successo di tali missioni extraterrestri sono state popolare nelle industrie dei media e dell'intrattenimento, un settore che non ha ricevuto tanta attenzione è quello chiamato a valutare i rischi per la salute umana, connessi con l'esposizione alle radiazioni cosmiche. La NASA prevede che per una missione su Marte, gli astronauti


Una parte del percorso svolto dalla sonda Curiosity su Marte
saranno inevitabilmente esposti a bassi flussi di nuclei altamente energetici e completamente ionizzati che definiscono lo spettro dei raggi cosmici galattici (GCR) 1,2,3. Le particelle cariche che rappresentano il GCR sono una componente della radiazione cosmica che è deviata dalla superficie della Terra, solo grazie alla sua magnetosfera protettiva. A causa della loro alta energia, più specie di particelle cariche possono penetrare lo scafo di una nave spaziale e i tessuti del corpo depositare una scia di ionizzazioni dense lungo le traiettorie di queste particelle. Nel corpo, gli eventi di ionizzazione risultanti da queste interazioni danneggiano vari bersagli molecolari critici, producendo lesioni complesse che compromettono i processi di riparazione cellulare e protraggono il recupero dei tessuti irradiati. Il recupero da un infortunio radiazione cosmica è ulteriormente condizionato da ionizzazioni secondarie causati dai raggi delta che sono emanate dalle tracce delle particelle elementari, aumentando considerevolmente la gamma e la quantità di danno cellulare, sino a livello 4,5.

La NASA e le agenzie spaziali internazionali hanno riconosciuto i potenziali problemi di salute associati con esposizione a livello 6 di radiazione cosmica, e sulla base di recenti evidenze derivate da modelli di roditori, si ha oggi una maggiore consapevolezza dei potenziali complicazioni neuro cognitive che possono compromettere le attività critiche della missione o a lungo termine la salute cognitiva. Nonostante la nostra lunga conoscenza che i pazienti sottoposti a radioterapia cranica per il controllo dei tumori cerebrali sviluppano una grave e progressiva deficienza cognitiva, le dosi totali e tipi di radiazioni utilizzati in clinica differiscono notevolmente da quelli incontrate nello spazio. Prove convincenti ora hanno dimostrato gli effetti negativi delle influenze spaziali rilevanti di particelle cariche in cognizioni segnalate come 7,10,11,12,13,14,15, e i nostri studi, hanno collegato diminuzioni comportamentali funzionali, dovuti all’erosione della struttura neuronale e dell'integrità sinaptica in regioni specifiche del cervello. È importante sottolineare che questi cambiamenti sono stati trovati a persistere 6 settimane dopo l'esposizione acuta dei roditori a particelle cariche, e ha mostrato poco o nessun segnale di ripresa, la rigenerazione o la riparazione. Qui, estendiamo i nostri studi a più lungo termine e dimostrare in modo convincente che dosi molto basse di particelle cariche possono compromettere le prestazioni cognitive in non solo per  12, ma sino a 24 settimane dopo l'esposizione acuta, effetti che sono associati alla riduzione di complessità dendritiche, cambiamenti nei livelli di proteine sinaptiche e l'innalzamento della neuro infiammazione.

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Published by giuseppebenanti.over-blog.com - dans scoperte scientifiche astronomia Mars Program
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16 octobre 2015 5 16 /10 /octobre /2015 16:39
Coltura di microbi vivi

Coltura di microbi vivi

Ricerca sulla diversità microbica

Identificazione della diversità microbica sulla ISS consente:

Capire il rischio per la salute dell'equipaggio in un ambiente chiuso per infezioni e malattie

Comprendere il rischio di formazione di incrostazioni di approvvigionamento di aria pulita e contaminazione di fluidi e cibo

Capire le somiglianze e le differenze tra le comunità microbiche sulla ISS e sulla Terra in ambienti nominali ed estremi

Individuare i microbi che prosperano nel volo spaziale e in ambiente di microgravità, importante dal punto di vista di assicurare la salute dell'equipaggio sulla base dei risultati pubblicati che riguardano quei batteri patogeni che diventano più virulenti in questo ambiente

studi su come i microbi si adattano all'ambiente estremo della microgravità e di volo nello spazio, che possono fornire indicazioni per l'adattamento individuale e comunitario ai cambiamenti ambientali

Descrizione della struttura utilizzata

Come raccomandato dal Decadal Survey Consiglio Nazionale delle Ricerche, il Jet Propulsion Laboratory (JPL) propone di istituire un Osservatorio Spaziale Internazionale Stazione-microbica (ISS-MO) per generare un censimento microbico delle superfici della stazione spaziale e della sua atmosfera, con l'analisi avanzata di tecniche molecolari della comunità microbica, supportate da metodi di coltura a base tradizionale e bioinformatica moderna cioè a modellazione computazionale.

La struttura ISS-MO proposto conduce a lungo termine, lo studio multigenerazionale della dinamica di popolazione microbica. La metodologia del progetto ISS-MO è la base per un vasto censimento microbico, che offre una visione importante delle variazioni di volo spaziale indotti nelle popolazioni di microbi, analizzando benefici e fattori potenzialmente dannosi. Inoltre, fornisce alla NASA sia una comprensione meccanicistica di queste modifiche (per esempio, cambiamenti catalogazione popolazione e mappatura / collegandoli a nicchia ambientale e variazioni genomiche), nonché la comprensione delle contromisure pratiche per mitigare i rischi per gli esseri umani e sistemi ambientali. Il team ISS-MO utilizza tecnologie di raccolta campione esistenti su ISS per generare un censimento microbico iniziale. A seguito della loro ritorno sulla Terra, i campioni dei vari moduli della ISS sono analizzati utilizzando tecnologie standardizzate dai progetti finanziati da Mars Program.

Il progetto ISS-MO proposto prevede la consegna di una banca dati che raccoglie le sequenze genomiche e l'informazione genetica per tutti i microbi incontrate all'interno dell'habitat ISS. Utilizzando questi dati, la NASA può più accuratamente e con fiducia valutare lo stato di microbi associati con l'abitazione chiusa e come dotare perciò la squadra di manutenzione della salute. Oltre a fornire i profili microbici, il team ISS-MO identifica quale taxa microbico pone particolari minacce per la salute dell'equipaggio. Inoltre, specifici obiettivi del progetto ISS-MO consentono ai ricercatori di risolvere applicabili programmi di ricerca, riguardo NASA-Human, ai rischi del piano di ricerca integrato.

Applicazioni spaziali

Milioni di microbi vivono in e tra gli esseri umani sulla ISS, dove possono minacciare la salute dei membri dell'equipaggio. Il progetto microbico Payload inseguimento Series utilizza tecniche di analisi microbiche per stabilire un censimento dei microrganismi che vivono sulle superfici ISS e nella sua atmosfera. L’analisi basata sulla coltura di questi microrganismi può aiutare a determinare se alcuni microbi sono più virulenti nello spazio, e che i cambiamenti genetici potrebbero essere coinvolti in questa risposta. Un censimento su database fornirà una migliore comprensione della diversità microbiche a bordo della stazione, così come le strategie genetiche per identificare sottoinsiemi specifici. Il campionamento dei moduli statunitensi tre volte in un anno consente ai ricercatori di condurre a lungo termine, gli studi multi-generazionali di dinamica delle popolazioni microbiche. I risultati di questa inchiesta possono essere utilizzati per valutare strategie di pulizia, e ridurre i rischi di microbi possono presentare per la salute dell'equipaggio e le prestazioni del sistema veicolo spaziale.

Applicazioni sulla Terra

Il progetto microbico Payload inseguimento Series fornisce una base per l'utilizzo di strategie omiche, compresa la genomica, per lo screening e l’individuazione di specifici tipi di microrganismi. Le stesse tecniche possono essere utilizzate per identificare microbi in ospedali, laboratori farmaceutici e altri ambienti terrestri in cui l'identificazione microbica è cruciale. I risultati di questa ricerca forniscono nuovi elementi per adottare strategie metaboliche sui microbi , che potrebbero essere utilizzate per sviluppare nuovi farmaci e prodotti antibatterici per combattere i microbi sulla Terra.

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