长时间在太空致视力受损!科学家:与脑脊髓液增加有关
2016-12-01 09:53:02   来源:环球网
内容摘要
在执行完长期的国际太空站任务之后,宇航员回到地面会出现视力模糊等症状。科学家研究认为,这一现象可能是因为在微重力情况下,脑脊髓液出现增多而引起的。 

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约2/3的航天员在完成太空任务之后,视力会受到一定的影响。科学家专门对这种现象进行了研究。

在国际太空站执行长期太空任务后,宇航员会出现视力模糊、眼球后部变扁平及视神经发炎等症状,被称为“颅内压损害视力综合症”(VIIP),但专家一直不清楚病因。美国一个研究团队近日指出,VIIP可能与围绕脑部及脊髓的脑脊髓液的增加有关。 

领导研究的迈阿密大学米勒医学院教授阿尔珀林解释称,脑脊髓液是用于让人适应由卧姿转为站姿的变化,但在太空站微重力环境下,身体无法探知与姿势相关的压力转变,因此身体出现紊乱,从而引发VIIP。他还指,若航天员未能及早发现问题,他们可能会出现眼球后部变扁平及视神经凸出等问题,更可能会因此患上远视,且伤害无法逆转。


【身在太空中,宇航员身体会发生五个变化

提姆皮克是首位进行太空行走的英国宇航员。这位前陆军航空队军官搭乘俄罗斯联盟号宇宙飞船,于2015年12月15日抵达国际空间站,目前已经在太空中停留了一个月,太空行走对于他来说无疑是最艰难的考验。

在登上国际空间站这段举世瞩目的时间里,他到底会经历哪些“奇遇”呢?太空旅行会让我们的身体发生很多变化,其中许多变化自尤里·加嘉林1961年首次进行载人航天飞行时已经进行过研究,一个庞大的研究团队在宇航员进行航天飞行的前、中、后期,为宇航员提供指导和准备。如果你计划了一次太空之旅,那么有些情况可能会发生。

(1)你会变得虚弱

骨骼肌系统是人体最大的器官系统。数百种肌肉都用于维持姿态(坐姿、站立),以及进行一系列的运动,平时在地面上,所有这些运动都要受到地球重力的影响。

骨骼肌有能力适应不同的目的和负荷,这被称为可塑性。但是在太空飞行过程中,由于缺乏运动和失重的作用,会导致宇航员骨骼肌质量(萎缩)和强度下降。

研究发现,在国际空间站经历了长期太空飞行之后,37名宇航员平均等速肌力下降了8%-17%。男性和女性同样受到影响。实际上,即使宇航员遵循严格的锻炼制度,这种退化也会发生,这意味着它对人类更长的太空之旅,比如去火星有着深远的影响。数据分析表明,在微重力条件下,110-237天之后,肌肉力量损失30%左右。

(2)你的心脏也会变弱

心血管系统(包括心脏)的许多部分都受重力的影响。举例来说,在地球上,我们的腿上的静脉是克服重力作用来将血液运送到心脏。如果没有重力,心脏和血管的会发生变化,飞行的时间越长,变化越严重。

例如,心脏的大小和形状随着微重力的作用而变化,左右心室的质量会减少。这可能是因为血流量减少以及心肌质量变化导致的。在太空中,一个人的心率比在地球上低。实际上,研究人员已经得出结论,宇航员在国际空间站站立时的心率与他在地球上躺着的时候是一样的。而且,在太空中的血压也比地球上低。

心脏的心输出量——每分钟心脏射出的血液总量,又称每分输出量,在太空中也是下降的。没有重力作用,血液会重新分配——更多的血液滞留在腿部,返回到心脏的血液量减少,这使得心脏泵出的血液量降低。而且肌肉萎缩也减少下肢的血流量。

肌肉血流量的减少,与肌肉质量损失的共同作用,影响有氧能力。

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(3)要进行大量锻炼

有氧能力是有氧运动的一项衡量指标,是指人在运动过程中身体的最大摄氧量。这可以通过最大摄氧量和尖峰摄氧量来衡量。航天飞行引起的肌肉和心血管系统变化会导致有氧能力下降。

例如,研究表明,经过9到14天的太空飞行,有氧能力下降20%-25%。但是这个趋势很有意思。在太空停留较长时间,比如5到6个月,最初有氧能力是下降的,然后身体好像进行了弥补,数值逐渐提高了,但是有氧能力也没有返回到出发前的水平。

(4)你的骨骼不再坚硬

在地球上,重力环境和身体支撑结构对维持骨骼的强健非常必要。在太空中却没有重力的作用。骨骼要马上进行身体结构的调整,有两类细胞会参与这个过程:成骨细胞(骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成、分泌和矿化)和破骨细胞(骨组织成分的一种,行使骨吸收的功能)。在太空飞行过程中,这两个过程的平衡被打破,导致骨密度降低。研究表明,经过16到28周的航天飞行之后,骨质流失3.5%,其中97%是称重骨,如骨盆和腿。

(5)你的免疫系统会受到影响

在太空中保护你身体免受疾病困扰的免疫系统也会受到影响。导致免疫系统变化的因素包括,辐射、微重力、应力和昼夜变化的节奏,以及我们在地球上养成的每天24小时生活的规律。同时,在太空中,宇航员会与他们自身携带的微生物、其他宇航员,他们的食物和所处环境都会相互影响,这些都能改变宇航员的免疫反应,还有可能导致一些特殊情况,增加宇航员之间互相传染的风险,以及污染外太空。


【女性宇航员身体条件不逊于男性

俄罗斯宇航员挑选医学委员会秘书、俄科学院医学生物问题研究所首席研究员叶莲娜·多布拉科瓦申娜表示,从医学和生理学角度来看,女性成为宇航员的条件不逊于男性。

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多布拉科瓦申娜说,男女在生理上有差异,但这对挑选宇航员来说不成问题。女性需要孕育下一代,因此她们的身体天生具有更强的耐力,比男性更适合一些需要长时间和深思熟虑的航天任务。至于航天工作对身体的直接影响,这位专家认为,只要是身体健康的人,男女都一样。


【航天员在失重条件下如何健身你知道吗?

你还记得航天员王亚平、聂海胜、张晓光在“天宫一号”上过的一堂奇妙生动的太空课吗?航天员们轻松自如,面带笑容地为我们展示了有趣的“天宫”生活,他们在太空环境下,好像没有一点不适应。

这是怎么回事?不是说人体有太空反应吗?

别急,告诉你一个秘密:这与航天员们天天坚持“天宫”健身是密不可分的。

太空失重对人体的影响

我们知道,生活在地球上,人的肌肉和骨骼总是要不停地对抗重力,支撑自己的身体。然而,在太空中,由于没有了重力的作用,人体并不需要这些对抗重力的支撑工作,但如果长时间处于这种无重力的环境,那对血液循环、骨骼、肌肉等都会产生不利影响,例如失重会导致血液过多流向上身,还会肌肉萎缩、骨质丢失等。

血液过多流向上身

在地球上,血液循环要对抗重力,所以流向上身的血液,需要心血管系统“分配”更大的力来把血液泵压上去。由于失重,流向上身的血液不需要更大的力量,但实际上人体的心血管系统还是按照原来比例来分配力量,所以血液就过多流向上身,尤其是脑部。

其实不仅仅是血液,失重时人体的各种体液都会出现这样的问题。这会破坏人体内环境的稳定,导致头部发胀、鼻腔堵塞、眼压增大,味觉和嗅觉可能发生改变,甚至出现头痛、恶心呕吐、心率异常、血压改变等。

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肌肉会萎缩

当人体进入失重环境后,肌肉会开始萎缩,尤其是对行走、负重和地面站立起支撑作用的肌肉,例如腿部肌肉,萎缩更甚。具体表现在肌肉纤维尺寸减小、质量减少。

据科学统计,短期飞行课导致肌肉质量丢失10%-20%;如不采取积极健身的对抗措施,在长期飞行中肌肉可能丢失50%!

而另一方面,肌肉通过肌纤维的收缩活动产生力量。在失重环境下,人体的肌肉,包括躯干、膝盖和肩部等部位的肌肉,力量会明显减弱,因为这些肌肉不需要克服重力来做功,几天不用,就出现“不用则废”的现象了。

骨质会丢失

通常,骨骼形成、生长和发育依赖于成骨细胞和破骨细胞的动态平衡。成骨细胞可以感受包括重力在内的各种机械应力的刺激,并不断进行相应的变化。在失重的情况下,肌肉张力降低,骨骼的负荷降低,促使成骨细胞活动的刺激没有了,而破骨细胞的活动还在继续,因此,破骨与成骨的平衡被破坏了。骨骼被破坏的多,重建的少,导致骨质流失,使骨骼变得脆弱。

于是,为了减轻或避免这种因失重带来的对身体的不利影响,航天员除了科学合理地补充营养物质外,在太空健身就很必要。

在地球和在太空运动的异同

多地面上的健身项目,在太空舱狭小的空间和失去重力作用的环境下,是无法开展的。

在太空中,无重力影响,任何人都可以“力大无穷”或“不堪一击”。因此,有些锻炼项目就无法开展。

例如:举重对宇航员来说是轻而易举的,但达不到锻炼效果;如果使用锻炼心肺功能的普通跑步机,航天员双脚和跑台之间的摩擦力微乎其微,他只要在跑台上轻轻蹬一下腿,身体就飞起来了。

所以,太空健身要有特殊的器材。研究人员利用弹簧的弹力原理等制造了健身器材,例如拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉、太空自行车用于锻炼下肢肌肉、太空特殊跑步机用于锻炼心肺功能等等。

随着太空科研的进展,一些新的健身器材问世。如用骨丢失对抗仪敲打、刺激骨骼,可以减慢骨丢失速度;用下体负压筒,对下半身施加负压,可以促使血液向下半身流动,改变失重环境中血液朝头部转移。为了保证精力充沛地在“天宫”中工作,航天员每天要使用这些健身设备坚持锻炼1-2小时。

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