身在太空中,宇航员身体会发生五个变化

21.01.2016  10:49

 

  中国科技网1月20日报道(张微 编译)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。

  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。