人体骨质疏松图解。
血液输送示意图
太空生活6个月后肌肉萎缩
据美联社报道,去年,美国研究人员以9名美国和俄罗斯宇航员为研究对象,发现长时间的空间站生活,其实给他们带来了严重的肌肉萎缩问题。这些宇航员2002年至2005年间到国际空间站停留6个月时间,在离开空间站前给研究者留下了小腿肌肉活组织切片。研究人员首次从细胞层面研究长期飞行对宇航员身体的影响。研究人员分析后发现,宇航员小腿肚肌肉中低收缩纤维失去了超过40%的活力。因为长期处在失重的环境中,肌肉不再承受压力,不管宇航员进入太空前肌肉有多发达,他们都遭遇相同的肌肉萎缩。这意味着太空中40岁的宇航员身体状况和地球上80岁的老人差不多。为了对抗这种萎缩,宇航员在太空必须强制性的每天锻炼一到两个小时,国际空间站中也配备了各种健身设备。然而,现在看来这样还是不够。研究人员们也在研发新的更有效的锻炼设备。回到地球后,宇航员们还要进行长时间的物理治疗,来扭转肌肉萎缩的问题。
不可逆转的骨质疏松
可能没飞到火星就骨折瘫痪
孙喜庆说,目前研究发现,心血管损伤、肌肉萎缩等问题是可以通过药物治疗和强制康复锻炼来弥补和逆转的。但是,唯有骨质疏松的问题,目前是难以逆转的。人体的骨组织有正常的钙化、钙盐与基质呈正常比例,但骨质疏松表现为骨组织量的减少、骨骼中钙的丢失。随着年龄的增长,中老年人骨质疏松逐渐多见。表现为腰背等处的骨痛,容易骨折,以及引发褥疮、泌尿系统感染等并发症。美国每年有约37500患者死于骨质疏松骨折引起的相关并发症。
“在外太空失重环境下,人体骨骼每个月丢失的钙达到人体骨骼钙总量的1.5%~2%。这种流失,目前很难用药物补钙的方式加以弥补。”孙喜庆说。也就是说,骨质疏松的问题会一路恶化下去。他分析,原因有可能是骨骼在地球上所承受的压力,在失重状态下就消失了。没有了压力刺激的骨骼,骨质流失的过程加快,而生长的过程则大大放缓。目前,空医人员采取的一种保健方式是让宇航员用类似“甩脂机”一样的设备锻炼,用震动的方式,外在地给骨骼加以刺激。这虽然不能阻止骨质疏松的发展,但不失为未来探索的一个方向。
登火星计划要想实现,必须先要挑战的是宇航员能不能在失重状态下长期飞行。目前科学家计算预计,乘航天器到达火星的时间大约需要250天。在火星上等待最佳返程时间,需要在火星上停留30天,回程可能需要240天。这样计算出来的结果是,宇航员需要在密封、失重的空间里挑战520天的新纪录。目前俄罗斯宇航员创下的最高纪录是438天。孙喜庆告诉记者,1周到1个月以内的中期宇宙航行,就要用每天4小时以上的高强度锻炼来对抗肌肉萎缩。像火星这种更长期的飞行,可能还没到达火星,宇航员都已经因肌肉萎缩和骨质疏松,而骨折瘫痪了。先不说能不能在失重状态下存活500天,在密闭空间中待上500天,对人的身心都会是很巨大的挑战。孙喜庆希望随着科研的进步,我们能够找到对付宇宙航行下,对身体伤害的有效避免方案。目前,“火星500”实验,还没有结束,究竟宇航员能不能挑战成功,现在还不能下结论。