蘇尼塔·威廉姆斯和巴奇·威爾莫爾回歸；太空旅行如何影響宇航員健康

美國(guó)英語(yǔ)科技與健康

2025-03-17 17:42:00閱讀時(shí)長(zhǎng)4分鐘1938字

太空旅行宇航員健康肌肉萎縮骨密度下降高能輻射微重力影響心理壓力返回地球恢復(fù)未知影響最近研究成果

NASA的Crew-10任務(wù)將帶回在國(guó)際空間站（ISS）上度過(guò)九個(gè)月的宇航員蘇尼塔·威廉姆斯和巴奇·威爾莫爾。他們的長(zhǎng)時(shí)間停留突顯了太空旅行對(duì)肌肉、骨骼和輻射暴露的影響，這些都是宇航員健康的關(guān)注重點(diǎn)。

NASA的Crew-10任務(wù)與SpaceX合作，標(biāo)志著宇航員巴奇·威爾莫爾和蘇尼塔·威廉姆斯的期待已久的回歸，他們?cè)趪?guó)際空間站（ISS）上已經(jīng)待了近九個(gè)月。原本計(jì)劃通過(guò)波音公司的Starliner返回，但由于技術(shù)故障，NASA不得不延長(zhǎng)他們的停留時(shí)間，要求他們繼續(xù)在ISS上進(jìn)行科學(xué)研究和維護(hù)工作。他們的長(zhǎng)期任務(wù)突顯了長(zhǎng)時(shí)間太空旅行對(duì)身體的影響，包括肌肉萎縮、骨密度下降和高能輻射暴露——這些因素是NASA在人類進(jìn)一步探索太空時(shí)持續(xù)研究的重點(diǎn)。

以下是深入探討太空旅行如何影響人體健康的內(nèi)容。

為什么太空旅行對(duì)人體有害？

人類的身體經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化，適應(yīng)了地球環(huán)境，包括其重力、大氣成分以及相對(duì)較低的輻射水平。太空旅行使人們暴露在一個(gè)完全不同的環(huán)境中，帶來(lái)了各種生理和心理挑戰(zhàn)，尤其是在長(zhǎng)時(shí)間暴露的情況下，匹茲堡大學(xué)太空生物醫(yī)學(xué)中心主任阿夫辛·貝赫什蒂表示。

隨著研究人員尋求新的對(duì)策來(lái)保護(hù)太空旅行者，需要更多關(guān)于不同健康背景的宇航員在執(zhí)行不同類型任務(wù)的數(shù)據(jù)，以繪制出個(gè)性化的風(fēng)險(xiǎn)概況和緩解策略，紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院生理學(xué)和生物物理學(xué)教授克里斯·梅森表示。

太空輻射的危害是什么？

與地球上由大氣層和行星磁場(chǎng)提供屏蔽的情況不同，宇航員會(huì)暴露在宇宙中的高能輻射下。這可能導(dǎo)致DNA損傷、增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)、神經(jīng)退行性效應(yīng)、心血管問(wèn)題和免疫系統(tǒng)失調(diào)。

地球的磁層——由行星磁場(chǎng)主導(dǎo)的空間區(qū)域——為低地球軌道任務(wù)中的宇航員提供了一些保護(hù)。但前往月球或火星等更遠(yuǎn)地方的宇航員將經(jīng)歷更高的輻射劑量。

微重力的影響是什么？

重力在調(diào)節(jié)身體功能方面起著關(guān)鍵作用。缺乏重力會(huì)引發(fā)廣泛的生理適應(yīng)，貝赫什蒂表示。

沒(méi)有重力，體液會(huì)向上移動(dòng)，導(dǎo)致面部腫脹和顱內(nèi)壓升高，這會(huì)影響視力。缺乏由重力引起的對(duì)骨骼和肌肉的機(jī)械負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致骨密度下降和肌肉萎縮。

此外，心血管系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生重大變化，包括返回地球后難以調(diào)節(jié)血壓。長(zhǎng)時(shí)間暴露在微重力條件下還會(huì)影響前庭功能——內(nèi)耳感知運(yùn)動(dòng)和方向的能力，這可能導(dǎo)致平衡和協(xié)調(diào)問(wèn)題。

密閉環(huán)境和心理壓力呢？

長(zhǎng)時(shí)間的太空任務(wù)要求宇航員生活在封閉和隔離的環(huán)境中，社交互動(dòng)有限，接觸自然刺激的機(jī)會(huì)也少。貝赫什蒂表示，這可能導(dǎo)致心理壓力、睡眠障礙、認(rèn)知能力下降和情緒障礙。

在空間站或其他未來(lái)前往火星等目的地的長(zhǎng)時(shí)間任務(wù)中，長(zhǎng)時(shí)間的隔離和近距離生活可能會(huì)加劇人際沖突，進(jìn)一步影響心理健康和任務(wù)表現(xiàn)。

返回地球后會(huì)發(fā)生什么？

宇航員返回地球后的恢復(fù)情況很大程度上取決于任務(wù)持續(xù)時(shí)間。對(duì)于在低地球軌道上進(jìn)行幾天短途任務(wù)的宇航員來(lái)說(shuō)，大約95%的生物損害在返回后似乎可以逆轉(zhuǎn)。對(duì)于在國(guó)際空間站上度過(guò)幾個(gè)月的宇航員，恢復(fù)情況與他們?cè)谔盏臅r(shí)間成正比。許多生理系統(tǒng)逐漸恢復(fù)正常，但仍有一些問(wèn)題持續(xù)存在。例如，由于微重力引起的體液轉(zhuǎn)移和顱內(nèi)壓變化對(duì)眼睛的影響，導(dǎo)致視力受損的空間飛行相關(guān)神經(jīng)眼綜合征（SANS）。研究表明，亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)線粒體的功能障礙在SANS中起著作用。一些宇航員可能需要矯正鏡片才能解決這種持久的問(wèn)題。

關(guān)于長(zhǎng)時(shí)間深空任務(wù)的影響仍有很多未知之處，在這些任務(wù)中，宇航員會(huì)經(jīng)歷更高水平的太空輻射和長(zhǎng)時(shí)間的微重力。如果沒(méi)有有效的對(duì)策，恢復(fù)可能會(huì)很困難。研究人員正在積極開(kāi)發(fā)基于線粒體的對(duì)策來(lái)減輕太空引起的損害。

我們對(duì)太空飛行對(duì)人體健康的影響還有哪些不了解的地方？

對(duì)太空飛行如何影響人類健康仍有許多未知之處。關(guān)于它如何影響肺功能知之甚少。雖然已知太空輻射會(huì)增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)、加速衰老并引起細(xì)胞損傷，但具體的生物學(xué)機(jī)制仍不清楚。研究表明，線粒體在太空飛行引起的健康影響中起著核心作用。線粒體在太空中的適應(yīng)和功能障礙的確切機(jī)制仍然是一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。

科學(xué)家們也缺乏對(duì)微重力、輻射暴露和隔離如何在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)影響認(rèn)知功能、心理健康和神經(jīng)可塑性的全面理解。

在太空中生育呢？

一個(gè)重要的知識(shí)空白是如何太空飛行影響人類生殖和胎兒發(fā)育，貝赫什蒂表示。關(guān)于太空中的生殖健康的研究主要涉及動(dòng)物，如小鼠。人類生育能力、胚胎發(fā)育和跨代長(zhǎng)期太空居住的全部影響仍然未知。這對(duì)于考慮未來(lái)太空殖民努力尤為重要。

最近的研究顯示了什么？

2024年發(fā)表的一項(xiàng)研究詳細(xì)描述了參與2021年SpaceX三天Inspiration4任務(wù)的機(jī)組成員的大腦、心臟、肌肉、腎臟、皮膚、免疫調(diào)節(jié)和應(yīng)激水平的變化，以及線粒體活動(dòng)的破壞——這是第一個(gè)全平民團(tuán)隊(duì)繞地球軌道飛行的任務(wù)。

另一項(xiàng)2024年發(fā)表的研究表明，宇航員在太空中頭痛的發(fā)生率比以前所知的要高。該研究涉及24名在國(guó)際空間站上停留長(zhǎng)達(dá)26周的宇航員，其中只有兩名沒(méi)有報(bào)告頭痛。

2023年發(fā)表的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，參加至少六個(gè)月的國(guó)際空間站或NASA航天飛機(jī)任務(wù)的宇航員經(jīng)歷了大腦室的擴(kuò)張——大腦中間含有腦脊液的空間。

2022年發(fā)表的一項(xiàng)研究記錄了17名在平均約5.5個(gè)月的國(guó)際空間站任務(wù)中的宇航員的骨質(zhì)流失。返回地球一年后，宇航員脛骨（小腿的一塊骨頭）的骨礦物質(zhì)密度平均減少了2.1%，骨強(qiáng)度減少了1.3%。其中有九人未能在太空飛行后恢復(fù)骨礦物質(zhì)密度。

(全文結(jié)束)

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