你知道吗?太空逗留1周,肌肉损失5%

2018年09月30日10:31  来源:羊城晚报
 
原标题:太空逗留1周,肌肉损失 5%

9月18日,马斯克旗下的SpaceX正式公布了首位绕月飞行的私人乘客信息。这名乘客是日本富商前泽友作,他甚至买下了SpaceX公司的新型火箭BFR上的所有座位,发起一个名为“Dear Moon”的项目,邀请6-8名艺术家和他一起完成绕月飞行七日游,目前暂定于2023年出发,不过具体出发日期还要看具体情况而定。

很多人羡慕之余,可能也在想,作为身体情况不一定达标的“普通人”,像宇航员一样在太空遨游,身体是否吃得消呢?早听说过,宇航员上太空都很容易出现各种“太空病”症状,普通人这样游一趟回来,是否会留下什么后遗症?

关于这些问题,其实一直还在科学实验及探讨中。但已有研究显示,在太空生活6个月,宇航员会损失全身40%的肌肉。就算在太空保持锻炼,身体也一样会存在各种不可修复的损耗。最近,英国航天局还宣布,他们打算在今年晚些时候将数千条小蠕虫送往国际空间站开展实验,以便更深入地了解太空飞行引起的肌肉损失现象。

什么是“太空病”?

太空环境下,由于零重力、空间密闭、社交缺失、高压工作等因素,宇航员很容易患上“太空病”。所谓的太空病包括有运动病、细菌感染、太空失明症、心理问题以及有毒尘埃在内的一系列健康威胁。

目前还没有“普通人”上过太空,所以谁也说不准普通人的身体在太空中可能会出现什么问题。但目前已去太空执行过任务的宇航员们,出现过的一些症状倒是可供参考。

首先是太空适应综合征。在刚上太空时,通常情况下,宇航员需要时间适应失重状态,会出现头晕、目眩、脸色苍白、出冷汗、腹部不适、恶心、呕吐,有的还出现唾液增多、嗳气、嗜睡、头痛和其他神经系统症状。在此期间,很多宇航员会出现幻觉或失去方向感。从目前的案例看,患上太空适应综合征的宇航员比例在50%左右,病情因人而异。这种适应综合征的症状通常会在几天后消失,但具有一定危险性。尤其是身穿航天服的宇航员,需要服用止吐药来对抗运动病,因为在航天服内如果出现自由飘浮的呕吐物,可能会导致可怕的窒息,危及宇航员生命。

然后是零重力环境带来的骨质流失和肌肉退化。失重环境会导致体液四处流动,主要流向躯干和头部,致使宇航员面部肿大和鼻塞,还会出现某些炎症。最严重的可能还是骨骼和肌肉退化。在太空逗留一个月,宇航员平均的骨质流失量在1%到2%之间。骨质流失已被美国国家航空航天局列为“长期太空飞行最严重的健康危害之一”。骨质流失是指骨中的矿物质流失。失重引起的矿物质流失主要表现在钙排出增多,就是骨中的钙跑到了血、尿、甚至粪便中。而缺钙的骨骼也变得非常脆弱,很容易发生骨折,这也就是为什么一些宇航员在着陆之后需要躺在担架上的原因。可怕的是,损失的骨质并不能完全恢复,就算重回地球后,花多长时间锻炼也做不到痊愈。

与骨质流失相比,宇航员遭受的肌肉损失则更为严重,逗留一周的平均肌肉损失量高达5%。因为失重,宇航员“站直身体”需要有意识地用力,但多数情况下,他们都会不自觉地像胎儿一样处于蜷缩姿势,所以之前曾有研究显示,在太空生活6个月,宇航员最多会损失全身40%的肌肉。这时还容易导致足底蜕皮、腹肌松弛,有很多宇航员还出现频频放屁的情况。

失重环境下,宇航员还可能出现失明。具体原因尚不明确,有研究认为可能是宇航员头部液压升高,压迫了眼球的视神经。执行短期任务的宇航员也有30%会出现视力模糊的情况,有一些视力损伤可能还是永久性的。

接着,细菌来了。据统计,俄罗斯“和平”号空间站上的细菌和真菌已达到234种,这还不包括宇航员身体上的细菌。虽然这些微生物绝大多数对宇航员有益,但也不乏能导致结膜炎、急性呼吸系统疾病和牙齿感染的有害细菌。已有研究发现,为宇航员准备的抗生素需要达到更高浓度,就算如此,其效用也远不及在地球上使用。

此外,由于失去地球磁场的保护而导致的太阳风暴和辐射超标,以及一些有毒的宇宙尘埃,也会侵蚀宇航员的身体。一旦被某些危险的X射线破坏DNA,或沾染到有毒尘埃,宇航员的癌症风险也会提高。还有在与世隔绝的外太空生活和工作,且居住空间狭小,也很容易导致宇航员出现一些心理问题。

这些都是“太空病”的普遍症状。目前的宇航员生理、心理素质已是“百里挑一”了,想一想,如果换作普通人进入太空,不排除他们会出现更多症状。

太空病不太好对付

为了预防“太空病”,科研人员想过很多办法。比如在航天期间加强体育锻炼,以增加骨骼和肌肉的负荷;改善饮食结构,多补充维生素D、补钙、补磷;用电刺激法,使骨骼内部产生内源性电流,刺激骨生长;太空舱内设计人工重力环境。在航天器内加一个小型旋转装置,就能产生惯性离心力,从而形成人工重力环境。

英国航天局今年9月11日宣布,他们打算在今年年底前将数千条小蠕虫送往国际空间站开展实验,以深入了解空间飞行引起的肌肉损失现象。这是首个由英国研究人员领衔的国际空间站科学实验。一种名为秀丽隐杆线虫的小蠕虫将被封在一个透气的塑料袋子,然后放入孵化器,并送入太空。这种成体仅1.5毫米长的蠕虫会在太空中繁殖,新的成虫预计在大概6天半的时间里成长起来,届时它们会被彻底急冻,再送回地球进行分析。英国埃克塞特大学学者蒂姆·埃瑟里奇说,蠕虫是研究人类肌肉的很好模型。在分子层面,无论是结构上还是代谢上,它们与人类都有很多相似的地方。秀丽隐杆线虫在太空中的肌肉损失及能量利用等生物特性上都与人类相似。所以研究人员希望相关实验成果能帮助学术界开发出治疗肌营养不良症的新方法,甚至找到提升糖尿病疗效的方法。

不过,这些方法目前都无法很好地解决“太空病”的问题。

还有研究发现,虽然宇航员在太空中坚持锻炼身体可以减缓失重状态下肌肉消耗的速度,但这并不容易。因为在失重环境中,一旦运动中体温开始升高,就会持续升温,甚至达到40℃,才会有所停顿。研究人员仍无法确定其中的缘由。英国希思罗航空医学中心主管帕拉乔瑟·卡努哈兰博士主持的一项相关研究称,“在太空中对流显著减少,汗水蒸发明显比地球环境缓慢”,或许可以解释为什么宇航员在国际空间站的运动测试中会特别快地身体发热。这项研究报告发表在2017年11月23日出版的《科学报告》杂志上。研究中称,人的核心体温将影响身体的所有系统,可能出现的症状包括头痛、肌肉痉挛、眩晕、昏厥、心率加快、呼吸急促以及产生消化系统和感观问题。目前的解决方法只能是随时测量体温,体温一过高就停止锻炼,或者尽量一边锻炼一边给身体降温。

选拔条件放宽不代表没有要求

看到这里,你或许会明白,要挑战一次航天之旅,真不是“只要有钱就可以的”。就算是获日本富商邀请,可以加入免费“环月之旅”的艺术家们,除了要有充分的心理准备,也还是要有一定的身体素质作基础。

我国已计划到2022年前后完成中国载人空间站在轨组装并投入运营,开展较大规模的空间科学实验与技术试验。2017年在启动我国第三批宇航员的选拔时,杨利伟曾在接受媒体采访时分析,空间站中,科学实验将大大增多,宇航员也需要有更多的知识储备,但新型宇航员的身体素质方面要求却不如第一、二代宇航员那么严格。即便如此,他们仍需要有更稳定的心理承受能力,以及长期在狭小空间高负荷工作的忍耐力,同时对慢性病的检查也会更加严格。杨利伟当时便说:“骨折过的就不选了,阑尾炎手术能容忍,但胸部做过任何手术不行。如果近视了就很难被选上,因为进入太空载荷大,很容易视网膜脱落。”

想必这次私人“环月之旅”的所有人选,这些最基本的身体条件要求也是必须要达标的。

□那拉

(责编:袁菡苓、高红霞)