国家空间生物医学研究所主任杰弗里·萨顿和美国国家航空航天局空间医学与健康保健系统办公室主任尼扎·辛特伦解释道。
太空是一个严酷的环境,以多种方式影响身体。在微重力环境中,骨质流失的速度为每月1%到1.5%,导致与年龄相关的变化加速,类似于骨质疏松症。骨密度和强度的降低在一些骨骼区域更为明显,例如骨盆,尽管大部分流失在返回地球后是可逆的。长期暴露于失重状态也会增加肾结石和骨折的风险,这两者都与骨骼脱矿质有关。此外,研究表明,微重力会改变骨骼在骨折后愈合的能力。
在太空长期停留也会影响肌肉。肌肉质量、力量和耐力会下降,尤其是在下肢。肌肉性能的变化,加上微重力对结缔组织的影响以及不同强度活动的需求,使宇航员面临疲劳和受伤的风险。
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心脏是一种独特的肌肉,心脏功能减退和可能发生的心律失常是在太空飞行中面临的担忧。然而,这些心血管变化和风险的细节尚不完全清楚。在微重力环境中,体液会从四肢重新分布,这会导致飞行期间面部浮肿以及心血管生理学的变化。返回地球后,一些宇航员会出现直立性反应受损,这意味着当他们从躺卧姿势变为坐姿或站姿时,血压会异常降低。
同样,微重力也会影响神经前庭系统——这是一个整合的神经感觉、运动和大脑回路,使人类能够保持平衡、稳定视觉并理解身体在位置和方向方面的方向。暴露于微重力环境通常会导致从长期任务返回后出现方向障碍和神经肌肉协调能力下降。着陆后,宇航员可能会在站立、稳定视线、行走和转弯方面遇到问题。
在太空中,昼夜节律会被打乱,因为24小时的昼夜循环不存在。睡眠不足、与工作量相关的压力、高绩效期望以及社会心理因素都会在长期任务中影响身体。尽管营养摄入充足,但身体也会出现血容量减少、免疫缺陷和短暂的飞行后贫血(红细胞水平低)。
太空辐射富含重离子,对长期任务中的人类构成最大的风险之一。辐射可能诱发白内障和癌症,并对许多生理过程产生不利影响。
随着太空任务变得越来越长,关于太空环境如何改变身体,以及复杂的生理和心理变化如何随任务时长变化,还有很多东西需要学习。
读者还询问医生建议宇航员采取什么措施来抵消这些影响。
宇航员和机组人员经过精心挑选、培训和监控,以最大限度地降低风险并促进健康和安全。航天器、飞行中医疗护理能力和对抗措施协议以及飞行后康复都在不断改进。在长期任务中,锻炼能有效最大限度地减少大肌肉萎缩,宇航员使用功率自行车和带有向下压力的跑步机来保持健康。某些任务,例如舱外活动,通常不会在体液重新分布稳定且宇航员有机会适应太空后才执行。在重返地球引力之前,增加液体摄入量有助于最大限度地减少直立性低血压的影响。
美国国家航空航天局和国家空间生物医学研究所的医生和研究人员正在寻求开发和验证长期太空飞行的医疗技术和风险管理策略的方法。这些团体希望提高机组人员的飞行中诊断和治疗能力,使其与当前的医疗保健服务标准相称。他们还在寻求通过寻找减少微重力不良影响的新方法来提高在太空长期停留能力的方法。
正在实施和进一步研究不同的光照强度和波长,以诱导宇航员的昼夜节律,并调整机组人员的睡眠-觉醒时间表,为关键事件做准备,例如航天器之间的对接。航天器(包括国际空间站)上的特殊屏蔽有助于防止太空辐射的有害影响。此外,当辐射暴露特别高时,例如在太阳耀斑期间,会调整任务。
药物已被证明可有效治疗太空运动病和直立性低血压,其中一些药物可能有助于减少骨质流失。研究人员继续寻找新方法来抵消与长期太空飞行相关的身体变化,无论是通过饮食、锻炼、药物还是策略组合。
答案最初发表于2003年10月6日。