失去重力引发的“太空病”,是人类待攻克的航天医学堡垒。据了解,在我国神舟九号飞行任务中,三名航天员将利用装载在天宫一号上的相关实验设备,开展一些航天医学实验研究。

  空间骨丢失

  美国航空航天局曾将航天员在长期空间飞行中面临的风险进行大小排序,空间骨丢失被列为各种风险因素之首。

  据中国航天员科研训练中心专家介绍,所谓空间骨丢失,是指在失重环境中,作用于人体腿骨、脊椎骨等承重骨的压力骤减,同时肌肉运动减少,对骨骼的刺激相应减弱,骨骼血液供应相对减少,导致骨质脱钙,并经肾脏排出体外,这样,航天员会出现骨质疏松、高血钙症、软组织钙化、肾结石等,严重时回到地面重力环境后也较难逆转。

  人类在太空中为什么会出现骨丢失？据航天医学专家研究,这主要是因为人体的骨骼始终处于新陈代谢中,通过“成骨细胞”和“破骨细胞”持续相互作用,骨骼系统处于不断“破旧建新”的动态平衡中。进入失重环境后,人体骨骼这种适应于地球1g重力环境的特有平衡被打破。实验表明,微重力环境对“成骨细胞”特定基因和蛋白表达有抑制作用,使“成骨细胞”的活性受到抑制,最终发展为空间骨丢失。

  1999年,中国航天员中心相关课题组曾通过与欧空局合作,在Photon-12返回式卫星上进行了“成骨细胞”空间搭载飞行试验,深入研究空间飞行对人类成骨细胞的影响。

  失重肌萎缩

  从地球表面出现原始生命至今的35亿年中,各种生命的演化是在地表1公斤重力场下完成的。因此,地球上各种生命的肌体结构、功能和行为,已经对地球“无时不在、无法摆脱”的力学环境,形成了完善而又巧妙的应对。

  据中国航天员科研训练中心专家介绍,在地面上,人体为了适应重力环境,肌肉和骨骼都起到了支持身体和运动的作用。当突然进入太空微重力或失重环境时,原来用于抵抗重力作用、对身体起支撑作用的肌肉中,就有一部分变得“无所事事”,于是会出现部分肌体萎缩、变形甚至组织退化等现象。航天员在太空停留的时间越长,肌肉萎缩越严重。

  航天医学专家经过长期研究,大多认为失重肌萎缩主要是由两方面原因造成的:一是由于失重导致肌肉活动减少。在失重状态下,肌肉不需要克服重力作用而做功,功能逐步退化,引起肌肉“废用性”变化,这与长期卧床的人变得肌肉无力、肌肉萎缩相似。二是失重引起的血液循环系统紊乱。肌肉内丰富的血管是保障肌肉正常代谢和收缩的必要条件,失重可以使血液循环系统出现紊乱,如下肢肌肉血液供应减少、血黏度增高、血管结构和形态发生变化等,这会影响肌肉的血液供应,使肌肉发生萎缩。

  为了对抗失重肌萎缩,各国航天员采取了很多锻炼和保护措施,如在太空进行体育锻炼、穿着“企鹅服”、下体负压、补充水盐、增加营养、药物对抗、肌肉电刺激等。

  航天运动病

  据介绍,进入太空后,航天员可能会受航天运动病的困扰。这种“太空病”的症状主要是呕吐、厌食、头痛、恶心、嗜睡等。

  专家认为,航天运动病与人体前庭功能机制的变化密不可分。与晕船、晕车等前庭刺激一样,太空环境对前庭的刺激会对航天员产生影响,其中包括空间定向困难、前庭眼动响应、脑高级认知活动的变化等。

  在某些情况下,这些影响很危险。在对空间飞行历次出现的故障分析中,研究人员常常发现由于航天员在某一时刻开启开关或开启手动调整飞船姿态,忘记关掉自动调姿系统而引起故障,这表明太空的特殊环境对航天员的脑认知活动产生了较为明显的影响。我国相关研究还表明:不同前庭刺激会对人脑高级认知活动造成不同影响,这种影响与自主神经相应的变化有潜在的内在联系。

  航天运动病是航天员出舱活动的“大忌”。航天员穿着带有小型生保系统的舱外航天服出舱活动,一旦航天运动病发作出现呕吐,呕吐物可能影响航天服通风、供氧和二氧化碳吸收装置的正常工作；如果航天员吸入呕吐物携带的胃酸,还可能带来致命影响。因此,为了避免航天运动病,航天员出舱活动一般安排在入轨飞行3天以后,此时航天员一般度过了急性运动病发作期,身体处于比较平稳的适应阶段。

  心血管变化

  据了解,人类在航天活动早期,就注意到太空环境对航天员的心血管功能有影响。前苏联和美国曾发现,航天员在飞行后心脏体积变小、质量变轻。

  在空间失重条件下,航天员的心肌收缩和泵血功能也会有变化,主要表现为射血期缩短,紧张期延长。在航天飞行的发射段、在轨运行段、舱外活动段等阶段,航天员的心率明显增加。

  研究还表明,在失重条件下,由于流体静压的改变,航天员不同部位的血管机构和功能会发生变化。

  据介绍,为更有效保障航天员健康,我国在此次神舟九号飞行任务中,进一步完善医学监测和保障措施,增配了相关药物和医学保障用品,并定期进行舱内卫生学处理。           光 明