太空旅行很酷,但宇航員卻面臨著不少健康風險,如免疫系統(tǒng)風險等
航天員為國際空間站任務訓練,莫斯科郊外,2018年11月。研究表明,狹窄的情況和強制的不活動可能會影響免疫系統(tǒng)。
圖片來源:Mikhail Japaridze TASS via Getty Images
在一項給找到安全的方式送人類重返月球或抵達火星的希望一擊的研究中,科學家們發(fā)現(xiàn),在太空中呆一個月就可以顯著抑制小鼠的免疫系統(tǒng),這可能使宇航員容易感染在地球上易被身體忽略的小病。
但是僅在一周前出版的另一項研究表明,其他方面的免疫功能可能不像之前認為的那樣嚴重受到失重的影響。
至少自1966年以來,科學家們一直試圖闡明太空旅行對健康的影響,并找出解決這些問題的方法。
就在那時,五名德克薩斯大學的學生同意花20天時間做世界上最極端的沙發(fā)土豆。三個星期以來,這些以前活躍的年輕人躺在床上,甚至沒有起床上廁所。美國國家航天航空局的登月迫在眉睫,醫(yī)學研究人員認為,長時間的臥床休息是模擬太空飛行強制不活動的最佳方式。
他們的發(fā)現(xiàn)令人不安。當這些年輕人最終搖搖晃晃地站起來時,他們不僅像小貓一樣虛弱,而且從心血管和運動生理學的角度來看,他們的身體(暫時)惡化了相當于幾十年的衰老。
這項研究的一個副作用是,醫(yī)生們很快就開始盡可能早地督促外科病人下床,而不是讓他們以更悠閑的節(jié)奏恢復。但從太空旅行的角度來看,這只是一系列令人不快的發(fā)現(xiàn)中的第一個。
飛往月球或火星的宇航員不僅面臨著明顯的危險,如輻射暴露或生命保障系統(tǒng)故障,而且還面臨著一系列健康風險。
其中最明顯的與肌肉萎縮和骨密度下降有關,在某種程度上,這可以通過專門的失重鍛煉計劃來抵消。
一個新問題已涌現(xiàn)。太空旅行也可能損害免疫系統(tǒng)。
這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在今天的美國生物實驗學學會聯(lián)合會(FASEB)期刊上。其中,一個由法國和俄羅斯科學家組成的團隊研究了從2013年在俄羅斯Bion-M1衛(wèi)星上失重30天的小鼠身上保存的骨髓樣本,該衛(wèi)星將小鼠帶到了575公里高度的軌道上(大約是哈勃太空望遠鏡的高度)。
研究人員發(fā)現(xiàn),僅僅一個月的失重就改變了骨髓中參與B淋巴細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì),B淋巴細胞是負責抗體產(chǎn)生的白細胞。這種效應非常強烈,在小鼠返回地球后至少持續(xù)了一周。
先前的研究表明,低重力會損害免疫系統(tǒng)的其他部分,但這是首次在這些關鍵細胞中詳細研究其影響。
此外,來自法國斯特拉斯堡大學的生物學家Fabrice Bertile說,這個問題可能不僅僅是實驗室的好奇心。
Bertile說,2016年,美國宇航局位于德克薩斯州休斯頓的約翰遜航天中心的一個小組檢查了46名總共在國際空間站上度過20.57年的宇航員的醫(yī)療記錄。
“數(shù)據(jù)顯示他們中的46%面臨免疫問題,”他說。
2016年國際通用醫(yī)學雜志報道的這些病癥從持續(xù)性皮疹到長期鼻塞或鼻刺激,皮膚感染,唇皰疹,尿路感染和過敏反應。所有這些都足以被歸類為“值得注意的”而不是“輕微的”健康事件。
美國巴吞魯日路易斯安那州立大學的運動免疫學家Guillaume Spielmann并不是研究小組的成員,他稱Bertile的研究“非常非常好”,是一篇“漂亮的論文”。
這對發(fā)表在應用生理學雜志上的Spielmann自己的研究也是一個有趣的補充。
該研究使用了23名宇航員的血液樣本,這些樣本多次采集于在國際空間站工作6個月之前、期間和之后。
“我們每個宇航員大概有9個時間點,”Spielmann說。
他說,除了研究傳統(tǒng)的B細胞免疫功能測定外,他的團隊測量了“游離輕鏈”,在他的論文中被描述為“接近'實時'免疫球蛋白合成的生物標志物”。
免疫球蛋白是作為抗體的一類化合物。
抗體在血液中持續(xù)的時間足夠長,以至于它們在太空飛行中的存在可能是發(fā)射前遺留下來的。Spielmann說,游離輕鏈的半衰期只有兩到六個小時,因此它們的存在是當前免疫系統(tǒng)活動的標志。
他的團隊曾預計隨著宇航員在太空中的工作進展,他們的血液顯示出B淋巴細胞數(shù)量減少,抗體減少。但結(jié)果并非如此?!拔覀儧]有看到太多,”他說。
也就是說,他認為這兩項研究并不矛盾。更有可能的是,它們是一個更復雜的謎題的獨立部分。
“除了老鼠和人類的不同外,最主要的區(qū)別在于時間進程,” Spielmann說。
“他們使用了Bion-M1,這是一個生物衛(wèi)星,你可以把動物放在那里,在軌道運行一個月,然后再回來。我們的宇航員呆了六個月?!?/p>
因此,小鼠研究可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)骨髓中的瞬時效應并未轉(zhuǎn)化為血流中的可比較的變化。骨髓的變化及其可能是由壓力引起的,眾所周知,壓力會影響免疫功能。人類至少知道當他們被發(fā)射到太空,發(fā)現(xiàn)自己處于自由落體狀態(tài),然后飛回地球發(fā)生了什么。
而且,“其中一些影響可能與著陸有關,而不是太空飛行本身,” Spielmann說。
此外,這兩項研究著眼于免疫過程的不同部分。Bertile檢查了骨髓細胞水平的情況。Spielmann研究了血液中的免疫功能。
并且,失重會導致骨髓減少,就像它會導致骨密度降低一樣。為了抵消這種影響,國際空間站上的宇航員使用專門的設備每天鍛煉兩小時。
“它們確實會損失骨髓,但程度不同,” Spielmann說。而Bion-M1小鼠不太可能做到這一點。
當然,失重并不是影響火星宇航員健康的唯一因素,也不是影響免疫系統(tǒng)的唯一因素。即使他們知道發(fā)生了什么,人類的太空旅行者也將經(jīng)歷巨大的壓力,如果沒有別的原因,火星上的船員將在很長一段時間內(nèi)被關在狹小的空間里。
研究發(fā)現(xiàn),他們的免疫系統(tǒng)可能會遭受三重傷害——一個是失重的影響,另一個是社會壓力的影響,第三個源于研究表明,不僅病原體容易積聚在宇宙飛船接近的范圍或空間站,而且暴露于空間輻射似乎使這些病原體毒性更強。
傳統(tǒng)的應對方法包括飛行前的健康檢查和隔離,以降低宇航員攜帶有害病原體進入太空的風險。
Bertile說,旅途中良好的衛(wèi)生條件也有幫助,包括如仔細使用消毒紙巾,如果有呼吸道感染的跡象,戴上醫(yī)用口罩等簡單的措施。他說,補充維生素D,當然還有鍛煉,也有幫助。
但Spielmann的工作也為另一項對策找到了希望。
許多人攜帶的病毒,如Epstein-Barr或水痘帶狀皰疹,這種病毒會導致兒童水痘…而且在成年后可能變成帶狀皰疹。
“一旦你被感染,你就無法真正擺脫它們,”Spielmann說 “眾所周知,如果你有高強度的壓力或免疫功能受損,它們會大量被重新激活”——這正是長時間太空任務中可能發(fā)生的事情。
在火星旅行中感染帶狀皰疹聽起來像是一種特殊的地獄。
但是Spielmann說,他的研究表明,可能有一種方法可以抵消這種風險。如果B淋巴細胞真的產(chǎn)生了他的研究表明的抗體水平,那么你就有可能在火星之旅中攜帶疫苗,并在中途使用它們來刺激免疫系統(tǒng),以防止?jié)撛诓《驹诼猛局性俅纬霈F(xiàn)。
“你可以給在運輸中的宇航員接種疫苗,并知道他們將受到保護,”他說。
正是這種類型的發(fā)現(xiàn)表明,即使太空旅行總是有健康風險,我們對它們的了解越多,我們應對它們的時機就更好。如果是這樣的話,那么也許,最終有一天會,我們看到Neil Armstrong在月球上邁出的一小步變成火星上更大的飛躍。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. cosmosmagazine-大臉喵
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自:https://cosmosmagazine.com/space/shingles-in-space-research-probes-immune-system-risks-to-astronauts
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網(wǎng)址: 太空旅行很酷,但宇航員卻面臨著不少健康風險,如免疫系統(tǒng)風險等 http://m.u1s5d6.cn/newsview855354.html
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