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飞天并非浪漫之旅

发布时间:2017-07-10 来源:海南中医网

美国宇航员凯文福特(Kevin Ford)正在国际空间站上进行锻炼。一名宇航员正穿着宇航服进行检查。

导读:普通人的太空之旅可望而不可即,而事实上,太空生活如同地狱。失重,会引发血流缓慢,还会导致严重的骨骼钙流失,肌肉萎缩也是发生在航天员身上的普遍现象。航天员对抗环境的变化,必须采取运动、适应性训练和药物治疗三种措施,才能保证自身的健康。在太空回望人类居住的蓝色星球是曼妙的,在太空漂浮不定的空间站举行一场婚礼尽显神奇,人类的飞天梦想早已成真。但迄今为止,仅有两名富豪实现了除航天员之外的飞天梦,对于许多人而言,太空之旅仍可望而不可即。因为,太空旅行首先必须经过魔鬼般的训练,获得超能力后方可成行。事实上,太空生活如同地狱。世界各国的航天员都只能万里挑一,特别是中国的航天员均从战斗机飞行员中严格选拔。他们的身心非一般意义的健康。在太空与地面有何不同?人体在太空究竟会发生哪些变化

在最近一次中科院举行的空间科学研讨会上,中科院微生物所研究员、国家空间科学专家委员会委员刘志恒告诉《中国科学报》记者,太空与地面的最大不同是环境的不同,失重和辐射是航天员对抗训练中需要解决的关键问题。目前,各国航天员标本、身体变化数据仍属于国家机密。人们只能从公开的报道和已发表的论文中,了解空间环境下生物变化的蛛丝马迹。血液流动机制变化从新闻直播节目中,人们可看到,航天员出舱后多被抬着走,只是有的坐着,有的躺着。何以采用这种方式?美国媒体曾透露,在一次欢迎航天飞机航天员返回的庆祝会上,一名女航天员站在台上兴致勃勃地谈太空体会时,忽然间倒在地上,晕过去了。航天员刚回到地面时发生昏厥的现象并不少见。航天飞机上的航天员约有20%、国际空间站航天员约有80%,在返回地球后出现头晕感觉或发生晕厥。这种症状是立位性耐力不良导致的。 在太空中,航天员出现面部浮肿、头胀、颈部静脉曲张、头痛、鼻咽部堵塞、身体质量中心上移等症状,这主要是由于失去重力作用,人体体液重新分布,下肢血流减少,血液头向分布增加,大脑反应迟缓。北京航空航天大学教授孙联文讲解。在失重状态下,积蓄在人体下部的血液会聚集在大脑附近和胸部,如同高血压患者。因在地面时,在重力作用下,形成了自动供给调节机制,可根据需要自行调剂。航天员进入太空后,没有重力作用,血管供血机制随之变化。当航天员返回地面后,已适应了太空环境的机能

就需要经过一段时间才能恢复。这期间,航天员就可能出现晕厥现象。航天员对抗环境的变化,主要采取运动、适应性训练和药物治疗3种措施

刘志恒说。为了给航天员提供尽可能与地面一样的环境,科学家在设计宇航服装时,模仿长颈鹿的皮肤,让宇航服进入太空后能够充气,给宇航员腿部提供压力,尽可能保证血液的循环。但这种做法只是缓解,并不能彻底解决血流供血机制变化的问题。为了让航天员适应新机制,中国航天员开展的适应性训练,要求航天员5天5夜成都治疗癫痫病的医院哪家最好保持负15度卧姿,再转到正70度的立姿。有时,航天员坐在360度的转椅上

变换各种角度进行飞速旋转。此外,航天员还要进行超重耐力适应性训练,需要承受最大5倍于自己体重的加速度,持续时间3秒。但中国有航天员做到了承受8倍于自己体重的加速度,可持续40秒。骨质每月丢失1.5%~2%失重,引起的不仅仅是血流缓慢,还会导致严重的骨骼钙流失。进入太空后,人体尿钙几乎无一例外增高。科学研究表明,航天员在太空时间越长,丢失的钙越多。骨骼中每个月丢失的钙能达到人体骨骼钙总量的1.5%~2%。如果航天员在太空度过一年,回到地面后,丢失的骨量需要更长时间的恢复,有的甚至无法完全恢复。为了对抗失重环境造成的骨丢失,主要措施是锻炼,包括跑步、踏轮和抗阻力运动训练等。中国航天员需要进行8大类58个专业的磨炼。虽然运动训练占用了航天员大量宝贵的工作时间,但运动仍只能在一定程度上缓解钙流失,其脊柱和下肢仍有较严重的骨丢失。孙联文说

人体在太空钙流失的机理是什么?骨细胞在失重环境下对力的感知有何变化?航天员究竟应该如何对抗?这是科学界正在探讨的问题

為此,孫聯文課題組自主研發一種旋轉模擬失重在線加載力學刺激細胞培養裝置,在細胞層次上來研究骨細胞在模擬失重效應下對力學刺激的生物學響應,以探明失重性骨丟失的發生機制。此外,該課題組還研發了一種尾吊大鼠運動訓練裝置,在同一裝置上實現了對大鼠進行無損傷的主動運動或被動運動訓練,從動物整體水平來研究不同運動對抗失重性骨丟失的效果和機理,以期找到適合于在空間對抗骨丟失的有效運動模式和方玉溪治療癲癇病的醫院哪家最好法。這兩項設計均已獲得國家發明專利授權。肌肉萎縮不可怕 肌肉萎縮是發生在航天員身上的普遍現象。中國航天員中心研究人員闡述,從地球表面出現原始生命至今的35億年中,生物的演化都在地表重力場下完成。機體的結構、功能和行為,都已經對無時不在且無法擺脫的力學環境形成了完善而靈巧的適應,特別是骨骼肌,形成了與地球重力環境相適應的生理結構與功能特征。為了適應重力環境,肌肉和骨骼都起到了支撐身體運動的作用。進入太空后,原來用于抵抗重力作用對身體起支撐作用的肌肉中,有一部分變得無成都治療癲癇病哪家醫院最好所事事,于是部分肌體萎縮、變形甚至退化。中國的地面微重力實驗研究表明,大鼠在7天的微重力環境中,比目魚肌就出現了廣泛的組織壞死,組織中出現巨噬細胞和衛星細胞,比目魚肌減輕22.7%,腓腸肌減輕10.7%。17天后,大鼠肌原纖維出現了萎縮,脂滴明顯增加。國外研究人員發現,航天員經過17天的太空生活,股外側肌肌纖維橫截面積下降15%~30%,比目魚肌橫截面積下降15%~26%

飞行140天的航天员,小腿容积减少20%~30%。飞行18天的航天员,躯干肌肉力量下降45~65公斤。据美国媒体报道,美国研究人员以9名美国和俄罗斯航天员为研究对象,发现长时间的空间站生活,给他们带来了严重的肌肉萎缩。这些航天员2002年至2005年间到国际空间站停留6个月时间,在离开空间站前给研究者留下了小腿肌肉活组织切片。研究人员首次从细胞层面研究长期太空飞行对航天员身体的影响。研究人员发现,航天员小腿肚肌肉中低收缩纤维失去了超过40%的活力。因为长期处在失重的环境中,肌肉不再承受压力,不论航天员进入太空前肌肉有多发达,他们都遭遇相同的肌肉萎缩。这意味着太空中40岁的航天员身体状况和地球上80岁的老人差不多。为了对抗这种萎缩,航天员在太空必须强制性地每天锻炼一到两个小时,国际空间站中也配备了各种健身设备。然而,现在看来这样还是不够。研究人员们也在研发新的更有效的锻炼设备。回到地球后,航天员们还要进行长时间的物理治疗,扭转肌肉萎缩问题。航天员的肌肉萎缩问题没有钙流失可怕,肌肉萎缩通过运动可得到很好的恢复,而钙流失后恢复相对困难。

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