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航天失重对人体的生理影响及对抗研究进展

泰然健康网
2024-12-27 17:15

航天失重对人体的生理影响及对抗研究进展

关键词：太空飞行,体液,骨密度,1航天失重对人体的生理影响,1航天失重对肌肉骨骼的影响,2航天失重对体液及心血管功能的影响,3航天失重对脑组织的影响,4航天失重对神经视觉系统的影响,2空间站常规失重对抗策略,1基于运动锻炼的失重

吕松泽，李小涛，王惠娟，王颜晴，张剑锋，刘书娟

(1西安电子科技大学特殊环境生理与体能训练军民融合创新研究中心，陕西西安710126； 2中国航天员科研训练中心航天医学基础与应用国家重点实验室，北京100094)

中国载人航天已进入空间站时代，长期航天飞行将变得更为频繁，同时航天员的安全与健康保障也面临更高挑战[1-2]。重力环境可导致人体组织结构产生新的适应，但这种去重力性适应将使航天员重返重力环境时面临诸多危险，因此必须采取措施对抗失重所致的不良生理效应[3]。虽然运动锻炼是当前最为有效的失重对抗策略，但其并不能解决所有问题，且耗时较多，消耗资源过多。因此，采取多种策略联合应对的系统与整合，或许是未来失重防护的必经之路[4]。本文重点阐述肌肉、骨骼、心血管及神经等运动相关系统的去重力适应性改变，同时回顾包括运动锻炼在内的失重对抗措施和防护效果，并提出失重防护研究的未来发展方向。

1 航天失重对人体的生理影响

1.1 航天失重对肌肉骨骼的影响

骨骼的主要功能是支撑各组织器官并完成身体活动，失重环境下的支撑和杠杆作用使骨结构产生废用性改变的可能性大大减小。进入太空失重环境数日内，尿钙排泄量可增加60%～70%[5]。随着飞行时间的延长，骨矿物质流失不断增加，其中跟骨骨质在太空飞行2个月后丢失4.5%，4个月后丢失7.9%[6]。人体椎骨骨密度在太空飞行2～4个月减少0.67%～0.93%，5～7个月减少0.3%～10.8%[7]。由于个体差异和测量方法的不同，骨质丢失的绝对值可能有一定差异，但太空失重环境可能比地基模拟失重降幅更大[8]。脊柱、骨盆和股骨等主要承重点的骨密度均有明显下降，上肢骨密度下降幅度很小，而颅骨骨密度有一定程度增加[9-10]。股骨骨松质部位骨小梁区更易受到失重的影响，其骨密度的损失大于股骨皮质[6]。

在太空失重环境中，人体不需要克服重力维持身体直立或平衡，因此骨骼肌会发生废用性适应。来自太空飞行的报告显示，航天员股四头肌和小腿三头肌体积在飞行8 d后分别减少6.0%和6.3%，飞行16 d后分别减少高达15.4%和15.9%[11-12]。在112～196 d的长期飞行中，航天员的腓肠肌和比目鱼肌分别减小了24%和20%[10]。CHANG等[13]在对国际空间站(International Space Station，ISS)驻留6个月以上的航天员的腰椎旁肌进行评估时发现，在飞行结束后经过46 d的恢复仍然不能达到飞行前的水平。BURKHART等[14]通过对17名长期太空飞行航天员的数据比对发现 ......

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