在諸多有關(guān)太空的科幻電影中，宇航員可以在休眠艙通過(guò)休眠度過(guò)漫長(zhǎng)的太空旅程。宇航員進(jìn)入人工休眠狀態(tài)，可以更好地免受宇宙輻射的傷害。這似乎是對(duì)未來(lái)太空生活的一種展望。

　　近日，德國(guó)亥姆霍茲重離子研究中心（GSI）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組發(fā)現(xiàn)，人工休眠增加了機(jī)體對(duì)輻射的抵抗力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，人工休眠對(duì)宇航員非常有用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》。

　　動(dòng)物進(jìn)入休眠狀態(tài)后，機(jī)體維持生命的功能降低：體溫降低，新陳代謝減少，心率、呼吸頻率或吸氧等身體功能明顯減慢。在分子水平上，基因活性和蛋白質(zhì)生物合成也維持低速。

　　空間輻射被認(rèn)為是人類(lèi)空間探索的主要健康風(fēng)險(xiǎn)之一。特別是對(duì)未來(lái)的長(zhǎng)期任務(wù)而言，空間輻射的有害影響是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

　　載人星際任務(wù)中宇航員吸收的大部分輻射劑量是由星系宇宙輻射產(chǎn)生的，這是一種高能帶電粒子，包括在遙遠(yuǎn)星系中產(chǎn)生的密集電離的重離子。這些粒子的能量非常高，以至于航天器的屏蔽措施無(wú)法阻止它們，導(dǎo)致在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這些粒子的暴露率比地球上的輻射背景高200多倍。因此，研究未來(lái)空間任務(wù)的抗輻射措施非常重要。

　　休眠和抗輻射之間的聯(lián)系代表了一種高度創(chuàng)新的研究方法。研究作者之一、GSI生物物理學(xué)教授Marco Durante總結(jié)說(shuō)，研究表明，在長(zhǎng)期的空間任務(wù)中，人工休眠是一種很有前途的增強(qiáng)生物機(jī)體輻射防護(hù)的工具。因此，這可能是一種保護(hù)人類(lèi)探索太陽(yáng)系的有效策略。

　　既往研究已表明，自然休眠的動(dòng)物在這種狀態(tài)下獲得了抗輻射能力。該研究首次在非休眠動(dòng)物（大鼠）身上誘導(dǎo)出類(lèi)似休眠的生物狀態(tài)，并證實(shí)了其對(duì)高能重離子的輻射抗性。研究結(jié)果證明，人工休眠可能對(duì)致死劑量的C離子輻射有阻擋作用。此外，人工休眠還可以減少照射對(duì)組織的損傷。

　　此外，GSI的科學(xué)家在對(duì)大鼠組織細(xì)胞的研究中描述了其潛在機(jī)制。研究表明，組織中較低的氧濃度（缺氧）和低溫下代謝減少可能是防止細(xì)胞損傷的兩個(gè)重要因素。免疫組織學(xué)分析則表明，人工休眠可使組織免受高能離子輻射。此外，低溫下新陳代謝的變化也會(huì)影響DNA修復(fù)。

　　科學(xué)家指出，還需要進(jìn)行大量的研究以更好了解人工休眠對(duì)器官的輻射防護(hù)作用。目前，在技術(shù)上還不可能以安全可控的方式讓人休眠。然而，研究已取得進(jìn)展。最近，控制休眠的神經(jīng)元通路已被揭示出來(lái)。

　　GSI目前正在建設(shè)的反質(zhì)子與離子加速器裝置FAIR，將為宇宙輻射領(lǐng)域的研究提供獨(dú)特的機(jī)會(huì)。GSI和FAIR的科學(xué)負(fù)責(zé)人Paolo Giubellino強(qiáng)調(diào)，GSI的設(shè)備已經(jīng)能夠產(chǎn)生在宇宙輻射中出現(xiàn)的重核束。在FAIR上，粒子能量和強(qiáng)度范圍更廣的實(shí)驗(yàn)將成為可能。這將允許科學(xué)家研究宇宙輻射對(duì)人類(lèi)和技術(shù)儀器的影響，它是使人類(lèi)火星任務(wù)成為可能的根本必要條件。（辛雨）

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41598-022-20382-6

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