让梦想从这里开始

因为有了梦想,我们才能拥有奋斗的目标,而这些目标凝结成希望的萌芽,在汗水与泪水浇灌下,绽放成功之花。

新闻资讯
你的位置:55世纪 > 新闻资讯 > 摘星星的王亚平回来啦!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?
摘星星的王亚平回来啦!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

发布日期:2022-04-19 10:59    点击次数:160

邢堃 康程,北京航天总医院

“太空三人组”平安回家啦~蝌蚪君通过央视直播见证了这激动人心的时刻。

航天员翟志刚安全出舱

摘星星的王亚平回来啦~

航天员叶光富安全出舱

随着神舟十三号载人飞船平安降落在东风着陆场预定区域,中国空间站建设的关键技术验证阶段即将结束,之后我国将对空间站整个关键技术验证情况进行全面评估,结果满足要求之后,将转入建造阶段。

从神舟五号到神舟十三号,航天员在轨时间越来越长,从最初的神舟五号1天到神舟十三号号在轨180多天,航天员在太空失重状态下暴露的时间也越来越长。个别航天员由于多次飞行,王亚平更创造了我国航天员单次和累积在轨时间最长记录。

图片来源CCTV13

加上中国大型空间站、登月工程以及未来火星登陆设想逐步开展,会有更多的航天员在太空进行长时间执行飞行任务。那么长期的航天旅行都会对航天员的身体造成哪些影响?医护人员有什么措施能帮助航天员恢复健康状态呢?

着陆后医监医保人员对航天员进行状态检查

总体来说,对航天员健康的影响包括肌肉变化、骨骼、心血管等多方面,航天员在太空中生活,会出现肌肉萎缩、短暂长高、脸变肿等情况。下面我们主要说说对骨骼和心血管健康的影响。

1

对骨骼系统的影响

长时间处于失重状态的航天员骨骼结构和功能会不可避免出现变化并影响航天员健康,宇宙射线及其它未知的因素也可能影响骨的代谢。那么我们从这两个方面具体来看。

失重与骨量丢失

人体各系统都是在地心引力条件下发育进化形成的,是机体对重力适应的结果。地球引力对骨骼肌肉运动系统特别是骨骼代谢平衡起着至关重要的作用。从最早的美国阿波罗计划开始,科学家们就收集到了失重导致航天员骨质疏松的明确证据。并且不断有研究数据表明:

(1) 应力刺激如重力是保持正常骨代谢的重要因素;

(2) 失重和骨质疏松之间有明确的因果关系;

(3) 失重状态下骨丢失的速度快于绝经后妇女;

(4)失重时间越长,骨量丢失越严重。

空间站航天员出舱演示,图源见水印

宇宙射线对骨骼健康的影响

除了失重,航天员在执行航天空间站任务或深空任务时,不可避免地会接触到宇宙的各种电离辐射,这些射线包括太阳粒子事件、宇宙本底射线以及地球辐射带,主要包含电子、质子和重离子。有不少研究表明高剂量的辐射也会对松质骨有负面影响。

最早用来对抗失重后骨质疏松的是运动锻炼。主要包括跑步机、自行车功量计和抗阻力训练装置等。模拟失重的研究表明,运动锻炼可以提高全身骨密度和增加有氧运动能力,但对抗腰椎骨质疏松的作用并不明显。

机械振动的方法也是一种防治骨质疏松的措施。 另外,不同类型的低频电磁场具有对抗失重后骨质疏松的作用,而且安全可靠。目前电磁场已经被开发出多种类型,包括低频脉冲电磁场和正弦交变电磁场,由于疗效显著被广泛用于研究。

航天员沙漠野外生存训练

2

对心血管的影响

失重、电离辐射、幽闭环境及昼夜节律紊乱等是航天飞行对健康的重要威胁。其中,失重所致的心血管功能改变是影响航天员健康及工作效能的首要因素。

其中立位耐力不良、运动能力降低、心脏和血管结构及功能重塑是长期航天飞行导致心血管系统功能失调的重要表现,这不仅是航天员舱外活动的限制因素之一,还对返回地面时即刻的应急离舱能力构成潜在威胁。

体液转移

体液转移是航天飞行过程中循环系统变化的最重要的始动因素。机体进入微重力环境后,随着重力和静水压消失,动脉各部分的跨壁压分布和局部血流量发生变化,导致体液迅速转移和重新分布。

微重力引起的体液转移主要有两种方式,一是下肢和腹部的体液向中央和头部转移,约有2 升的体液从下半身转移至上半身;二是身体上部静脉压和毛细血管流体静压增加,体液由毛细血管内向血管外转移。

体液转移和压力变化将影响体液量及心血管结构和功能。与在地面立位相比,航天飞行早期血液向中心转移导致心肺血容量增加,每搏量和心输出量均明显增加。

此外,进入失重状态后,因缺少由重力对抗所产生的正常汇流机制的继续作用,体液涌上大脑,航天员会出现头部肿胀的情况。

王亚平在讲授天宫课堂第二课

心脏结构和功能变化

失重及模拟失重致心脏结构重塑和/或质量改变的现象在人和大小鼠等均有报道。长期失重致心脏萎缩的机制目前尚不完全清楚,可能与重力负荷降低所致心脏的容积和压力负荷减少、体力活动减少和代谢需求降低等的适应性改变有关。

心脏萎缩与血容量减少、长期回心血量下降共同导致了心脏储备能力的减弱,加之骨骼肌萎缩,从而影响航天员运动能力和工作效能。

血管重塑和功能失调

微重力状态下,流体静压的消失使人体不同部位血管内压发生不同的变化,产生相应的适应性结构重塑与功能改变。研究表明,太空飞行使航天员颈动脉内中膜厚度增加。

心律与心血管调节功能变化

在美国开展空间项目的早期,出舱活动、锻炼及下体负压应用等过程中航天员均进行心电检测。1977年报道的首例因心脏疾病返回地面的原因就是心律紊乱;“礼炮7号”空间站1名苏联航天员也因出舱活动中发生间歇性心律失常而提前返回。

在“和平号”10年的飞行任务中,共观察到31例异常心电图和75例心律失常,其诱因不仅有失重,还包括血钾降低、心理生理应激、睡眠不良等。

因此,失重导致心血管功能失调涉及系统调节的多个环节,血容量降低、颈动脉窦压力感受器敏感性下降、下肢静脉顺应性增加及肌肉萎缩等都参与其发生,且随着航天员在轨飞行时间的延长,这些不良影响可能会更严重。

针对失重导致的心血管功能紊乱的防护,目前采用的措施主要包括主动运动、辅助设备防护、药物防护以及飞行前的适应性训练等。

神舟十三号正在返回画面,图源见水印

载人航天“三步走”战略步伐坚实,中国航天已迈入空间站时代。通过空间站这个国家太空实验室,医务人员与相关科技工作者可以针对一些重大医学问题共同努力。

为 “太空三人组”点赞,也为医务人员与相关科技工作者点赞~

PS:据说航天员回来后的第一餐食物包括面条、馒头、小米粥、醋溜土豆丝、葱炒鸡蛋、海带丝、川味香肠、西瓜、酸奶、草莓味西红柿……

蝌蚪君都听饿了,果然还是家常菜最有味儿啊~

END

蝌蚪五线谱原创文章,转载注明来源

责编/心与纸

向左滑动,查看北京市科学技术协会新媒体传播体系