白二娃
太空旅行一个月,腿骨里全是大洞
航天员出舱后需要躺着,第一是怕骨折。
太空环境会扰乱人体内多个协同工作的系统,包括骨骼、肌肉、心脏、血液循环和免疫系统等等。科学家早就知道在太空长期生活的人会出现骨骼和肌肉流失的状况。
为了直观了解地球动物在太空中骨质流失的速度,美国的研究人员选取了一批小白鼠把它们分成两组,一组送进国际空间站,一组送进NASA 在地面的模拟空间站中作为对照组。
为了避免返回地球给实验观测带来影响,这些小鼠在太空愉快地度过了37 天后,宇航员在太空中就把它们解剖了。宇航员与地球对照组一道用微型CT(μCT)对所有小鼠的股骨(大腿骨)和脊柱椎体的骨骼进行了详细扫描。
扫描发现与地面生活的小白鼠相比,太空小鼠虽然在外表上看起来活跃健康,但是它们的负重骨骼股骨(大腿骨)有明显的骨质疏松,特别是在股骨的两端骨髓腔也变成大洞了。
而股骨的中段没有发现骨质流失现象,股骨中段的骨皮质比较薄,对内保护力比较弱,这里没有骨质流失,说明宇宙辐射不是骨质流失的主因。
主要辅助肌肉活动而非负重的L2 椎体(第二块腰椎骨)中,也没有发现骨质流失现象。
综合以上三点,说明在近地球轨道上飞行的这段时间,造成小白鼠骨质流失的原因是太空的失重状态,负重骨骼失去负载后开始了骨质流失,其他如太空辐射等因素不是造成骨质疏松的原因。这种骨质流失的速度为每个月0.5%~1.5%。
另外,这种失重造成的骨质疏松和自然衰老后出现的骨质疏松表现相同,想要恢复如初可能需要三四年的时间。
另一个坏消息是,太空小鼠骨骼中的软骨出现了明显提前的骨骺二次骨化现象,这表明在失重条件下骨头提前停止了生长。这让人不免担心,将来未成年人进入太空后,他们会因失重提前停止长高。
肌肉萎缩
在国际空间站执行任务的宇航员,尽管天天在锻炼,他们的肌肉仍会萎缩,特别是腰部、背部和腿部的肌肉萎缩最为明显。比如6 个月小腿肌肉质量减少10% ~ 15%,肌肉峰值功率下降了32%。
体液重新分布
在失重环境中,血液会均匀分布在全身,造成面部浮肿。回到地球后,大量血液聚集到下肢,这会造成心血管系统负担陡然加重,大脑供血不足,宇航员可能会出现头昏眼花、面色苍白的情况,甚至可能引发“重力休克”。躺着出舱可以减少血液过度集中,降低对心脏的压力。
回到地球后,细胞外液量会增加,细胞液需要重新分布,这个调整过程需要一定时间。宇航员需要等待循环系统重新稳定。
前庭功能失调
内耳的前庭系统负责感知头部的位置和运动,是维持身体平衡的重要器官。长期失重会使宇航员的前庭系统灵敏度下降,回到地球后前庭系统需要一段时间才能重新适应地球的重力环境,这段时间宇航员会出现空间定向问题,他们会感觉身体还在漂浮、站立不稳甚至有倒立行走的错觉,因此需要躺着来避免摔倒等意外。另外航天员返回时穿着的舱内航天服重量可达
10 公斤,这会使航天员行动更加不便。因此,为了让身体逐渐适应地球,宇航员需要尽量减少运动,减轻身体负担,因此我们就看到航天员躺着出舱了。
……
关注读览天下微信,
100万篇深度好文,
等你来看……