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宇航員在＂天宮＂中如何健身？

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月31日 03:47

出品：科普中國

制作：健康生活管理師

監(jiān)制：中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

你還記得航天員王亞平、聶海勝、張曉光在“天宮一號”上過的一堂奇妙生動的太空課嗎？航天員們輕松自如，面帶笑容地為我們展示了有趣的“天宮”生活，他們在太空環(huán)境下，好像沒有一點(diǎn)不適應(yīng)。

這是怎么回事？不是說人體有太空反應(yīng)嗎？

別急，告訴你一個秘密：這與航天員們天天堅(jiān)持“天宮”健身是密不可分的。

太空失重對人體的影響

我們知道，生活在地球上，人的肌肉和骨骼總是要不停地對抗重力，支撐自己的身體。然而，在太空中，由于沒有了重力的作用，人體并不需要這些對抗重力的支撐工作，但如果長時間處于這種無重力的環(huán)境，那對血液循環(huán)、骨骼、肌肉等都會產(chǎn)生不利影響，例如失重會導(dǎo)致血液過多流向上身，還會肌肉萎縮、骨質(zhì)丟失等。

血液過多流向上身

在地球上，血液循環(huán)要對抗重力，所以流向上身的血液，需要心血管系統(tǒng)“分配”更大的力來把血液泵壓上去。由于失重，流向上身的血液不需要更大的力量，但實(shí)際上人體的心血管系統(tǒng)還是按照原來比例來分配力量，所以血液就過多流向上身，尤其是腦部。

其實(shí)不僅僅是血液，失重時人體的各種體液都會出現(xiàn)這樣的問題。這會破壞人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，導(dǎo)致頭部發(fā)脹、鼻腔堵塞、眼壓增大，味覺和嗅覺可能發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)頭痛、惡心嘔吐、心率異常、血壓改變等。

肌肉會萎縮

當(dāng)人體進(jìn)入失重環(huán)境后，肌肉會開始萎縮，尤其是對行走、負(fù)重和地面站立起支撐作用的肌肉，例如腿部肌肉，萎縮更甚。具體表現(xiàn)在肌肉纖維尺寸減小、質(zhì)量減少。

據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)，短期飛行課導(dǎo)致肌肉質(zhì)量丟失10%～20%；如不采取積極健身的對抗措施，在長期飛行中肌肉可能丟失50%！

而另一方面，肌肉通過肌纖維的收縮活動產(chǎn)生力量。在失重環(huán)境下，人體的肌肉，包括軀干、膝蓋和肩部等部位的肌肉，力量會明顯減弱，因?yàn)檫@些肌肉不需要克服重力來做功，幾天不用，就出現(xiàn)“不用則廢”的現(xiàn)象了。

骨質(zhì)會丟失

通常，骨骼形成、生長和發(fā)育依賴于成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的動態(tài)平衡。成骨細(xì)胞可以感受包括重力在內(nèi)的各種機(jī)械應(yīng)力的刺激，并不斷進(jìn)行相應(yīng)的變化。在失重的情況下，肌肉張力降低，骨骼的負(fù)荷降低，促使成骨細(xì)胞活動的刺激沒有了，而破骨細(xì)胞的活動還在繼續(xù)，因此，破骨與成骨的平衡被破壞了。骨骼被破壞的多，重建的少，導(dǎo)致骨質(zhì)流失，使骨骼變得脆弱。

于是，為了減輕或避免這種因失重帶來的對身體的不利影響，航天員除了科學(xué)合理地補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)外，在太空健身就很必要。

在地球和在太空運(yùn)動的異同

多地面上的健身項(xiàng)目，在太空艙狹小的空間和失去重力作用的環(huán)境下，是無法開展的。

在太空中，無重力影響，任何人都可以“力大無窮”或“不堪一擊”。因此，有些鍛煉項(xiàng)目就無法開展。

例如：舉重對宇航員來說是輕而易舉的，但達(dá)不到鍛煉效果；如果使用鍛煉心肺功能的普通跑步機(jī)，航天員雙腳和跑臺之間的摩擦力微乎其微，他只要在跑臺上輕輕蹬一下腿，身體就飛起來了。

所以，太空健身要有特殊的器材。研究人員利用彈簧的彈力原理等制造了健身器材，例如拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉、太空自行車用于鍛煉下肢肌肉、太空特殊跑步機(jī)用于鍛煉心肺功能等等。

隨著太空科研的進(jìn)展，一些新的健身器材問世。如用骨丟失對抗儀敲打、刺激骨骼，可以減慢骨丟失速度；用下體負(fù)壓筒，對下半身施加負(fù)壓，可以促使血液向下半身流動，改變失重環(huán)境中血液朝頭部轉(zhuǎn)移。為了保證精力充沛地在“天宮”中工作，航天員每天要使用這些健身設(shè)備堅(jiān)持鍛煉1~2小時。

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