神舟十三號(hào)成功發(fā)射，宇航員在太空身體會(huì)發(fā)生什么變化？

天津大學(xué)泰達(dá)醫(yī)院  李青

北京時(shí)間今天凌晨，我國(guó)神舟十三號(hào)載人飛船發(fā)射成功。今天上午，神舟十三號(hào)航天員順利進(jìn)駐天和核心艙。

宇航員進(jìn)入和地球環(huán)境完全不同的外太空，無(wú)論是心理上還是生理上都會(huì)產(chǎn)生巨大的壓力。即使之前都經(jīng)過了高強(qiáng)度的模擬訓(xùn)練，宇航員們都具備了強(qiáng)硬的身體和心理準(zhǔn)備，但進(jìn)入太空后仍面臨巨大的負(fù)擔(dān)。這些身體變化，看完都會(huì)讓人覺得心疼。

太空與地球最大的不同是失重、太空輻射和沒有晝夜節(jié)律的變化，這些不同都會(huì)給身體造成巨大的壓力。

一、心血管系統(tǒng)

心率減慢，血壓下降。

水往低處走。在地球上，下肢的血液能逆流回到心臟，要依靠肌肉的收縮、靜脈的張力以及心臟“泵”的作用。但在太空失重情況下，心臟和血管就會(huì)發(fā)生完全不同的變化。

主要變化是心輸出量減少，心率減慢，血壓下降，心室肌細(xì)胞因心臟的負(fù)擔(dān)減小而有所萎縮。

重返地球時(shí)，航天員的心血管功能無(wú)法迅速恢復(fù)。受地球重力環(huán)境的影響，宇航員站立時(shí)血液回流到心臟的能力較差，易出現(xiàn)低血壓、暈厥現(xiàn)象。

在失重狀態(tài)下，人體的血液會(huì)流向上半身，頭頸部充血。同時(shí)，位置較低的腎臟血液灌注相對(duì)減少，尿量也隨之減少，所以會(huì)出現(xiàn)面部水腫的現(xiàn)象，給人感覺宇航員進(jìn)入太空后怎么變“胖”了。

此外，在太空生活一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)動(dòng)脈硬化現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，一些在空間站生活半年的宇航員，其動(dòng)脈硬化程度相當(dāng)于在地面的10~20年。幸運(yùn)的是，當(dāng)重返地球后，動(dòng)脈硬化程度隨時(shí)間推移和療養(yǎng)進(jìn)度逐漸緩解，幾個(gè)月后就可恢復(fù)到之前的狀態(tài)。

二、骨骼、肌肉系統(tǒng)

肌肉萎縮、骨質(zhì)疏松。

在地球上，那些維持姿勢(shì)的肌肉到了太空后便被“下崗”，加上在太空中由于缺乏運(yùn)動(dòng)，所以宇航員會(huì)出現(xiàn)不同程度的肌萎縮。

一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在空間站長(zhǎng)期飛行之后，宇航員平均肌力下降了8%～17%，男性和女性同樣受到影響。另有數(shù)據(jù)表明，在太空生活110～237天之后，宇航員的肌肉力量損失30%左右。

為對(duì)抗肌肉萎縮，如今空間站都為宇航員們提供了健身器材，如太空單車、太空跑步機(jī)等，有些國(guó)家還規(guī)定宇航員進(jìn)入太空后每天要鍛煉2個(gè)小時(shí)，我國(guó)的空間站也開辟出專門的鍛煉區(qū)，幫助宇航員維持肌肉和體重。

不過，即使如此，太空中肌肉萎縮現(xiàn)象仍難以避免，肌肉退化也會(huì)發(fā)生。

在地球上，重力和肌肉力量的刺激可促進(jìn)骨骼的新陳代謝，在太空中因?yàn)槭е睾图∪馕s，骨骼失去了刺激會(huì)出現(xiàn)骨質(zhì)疏松。研究表明，經(jīng)過16～28周的航天飛行后，宇航員的骨質(zhì)流失3.5%，其中97%是承重的骨骼，比如骨盆和下肢骨骼。

目前已有許多措施嘗試用來(lái)對(duì)抗空間飛行中的骨丟失，比如保證足夠的鈣、維生素D等骨相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝入，但不能完全解決問題。用于治療骨質(zhì)疏松的藥物對(duì)于空間飛行的宇航員來(lái)說也無(wú)明顯療效，目前新的有效藥物正在研發(fā)中。

幸好這個(gè)過程是可逆的，重返地球后一般經(jīng)過2~3年的康復(fù)，骨密度基本可以恢復(fù)到原來(lái)的水平。

不過，太空中骨骼、肌肉的變化也會(huì)帶來(lái)意想不到的效果。眾所周知，人到成年后會(huì)停止長(zhǎng)高，但宇航員在太空失重環(huán)境中，骨骼卻能夠“伸長(zhǎng)”，身高也會(huì)增長(zhǎng)。

研究發(fā)現(xiàn)，宇航員在太空中身體大約長(zhǎng)高2.5cm。只是重返地球后，受重力的影響，身高又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

三、神經(jīng)系統(tǒng)

頭痛，顱壓增高，視覺損害。

太空中失重環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)顱內(nèi)壓升高，表現(xiàn)為頭痛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，70%以上的宇航員在太空中都發(fā)生頭痛。

此外，顱內(nèi)壓升高還會(huì)導(dǎo)致眼壓升高、視力模糊等視覺損害現(xiàn)象。

不過，在返回地球系統(tǒng)休整后，大多數(shù)宇航員的視覺改變可恢復(fù)，顱內(nèi)壓也可恢復(fù)正常。

四、消化系統(tǒng)

胃腸道功能紊亂。

失重狀態(tài)下胃腸道動(dòng)力下降，晝夜節(jié)律的改變使消化道激素的分泌紊亂，太空環(huán)境下腸道菌群失調(diào)，以及飲食結(jié)構(gòu)的改變等，徹底改變了腸道的“工作環(huán)境”，會(huì)引起腹脹、腹瀉、營(yíng)養(yǎng)不良等胃腸道功能紊亂癥狀。

重返地球后，經(jīng)過針對(duì)性的治療、康復(fù)，腸道微生態(tài)環(huán)境會(huì)逐漸恢復(fù)平衡。

五、基因突變

還未得到證實(shí)。

太空中的輻射非常強(qiáng)。研究表明，宇航員在空間站所遭受的輻射量是在地球的80倍，比核反應(yīng)堆附近工作人員受到的輻射還要高。

理論上，這么強(qiáng)烈的輻射會(huì)導(dǎo)致基因突變。不過，這個(gè)問題可以通過穿著特殊的太空服，加固生活區(qū)外殼，設(shè)置空間站在太陽(yáng)風(fēng)暴期間的“安全屋”等，在太陽(yáng)風(fēng)暴期間“不外出”等措施來(lái)解決。目前還未發(fā)現(xiàn)宇航員永久的基因突變現(xiàn)象。

DNA鏈末端有一個(gè)東西叫“端粒”。已經(jīng)證實(shí)，端粒越長(zhǎng)，細(xì)胞的生命越長(zhǎng)，人的壽命也越長(zhǎng)。反之，端粒越短，壽命越短。

美國(guó)宇航局曾對(duì)雙胞胎宇航員斯科特·凱利和馬克·凱利進(jìn)行針對(duì)性研究，發(fā)現(xiàn)他們的端粒長(zhǎng)度在太空期間平均延長(zhǎng)了14.5%，但返回地球后48小時(shí)內(nèi)端粒便恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度。

科學(xué)家解釋說，這是因?yàn)樵谀撤N程度上，似乎身體中有足夠多的細(xì)胞有“記憶”，重返地球后會(huì)自我調(diào)整到原來(lái)的狀態(tài)。

作為普通人，我們真的無(wú)法想象航天員們?cè)诼涞睾蠡卮鸬摹案杏X良好”背后，是多少的煎熬、艱辛和奉獻(xiàn)。

謹(jǐn)以此文，致敬中國(guó)航天！

向每一位偉大的航天英雄致敬！

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