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长期留在太空,航天员身体会发生哪些变化?最新研究:或损伤大脑。

太空环境对人体有很大影响

10月16日凌晨,我国的三位航天员翟志刚、王亚平和叶光富乘坐神舟十三号载人飞船入驻天宫空间站,展开了为期6个月的太空任务。这是我国第二批入驻空间站的航天员了,此前的聂海胜、刘伯明和汤洪波在空间站驻留了3个月,这一次翻了一倍。

执行太空任务是一件非常艰苦的工作,因为太空中有太多的未知。虽然我们可以通过严谨的工作避免航天事故,但太空环境给人类带来的影响还有很多。比如可怕的辐射,也有可能给航天员带来伤害。还有太空中的低重力环境,也会改变航天员的身体。

更可怕的是,关于低重力对人体的影响,直到今天我们也不敢说有多么深入的了解。毕竟国际空间站建设才20多年,我国空间站更是刚刚进入验证阶段,所以需要更多的时间和数据才能了解。最近,科学家们又发现了一个新的影响,那就是长期的太空任务或将影响人类的大脑。

研究人员对5名曾在国际空间站上执行过长期任务的(平均169天)宇航员进行了血样分析,结果发现,有几种物质的浓度在他们体内有所提升,其中三种会导致大脑损伤的物质引起了他们的关注,分别是神经丝光(NFL)、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和β-淀粉样蛋白Aβ40。

其中,NFL通常是神经细胞受损的产物、GFAP在阿尔兹海默病以及抑郁症等脑部疾病发作时也都有浓度的提升、β-淀粉样蛋白Aβ40的水平也会在阿尔兹海默病中有所提升。所以说,宇航员体内这些物质浓度的提升,绝对不是个好消息。

瑞典哥德堡大学的神经科学家HenrikZetterberg表示:“这是血液测试中首次有确切的证据表明脑细胞会在太空飞行后遭受损伤,如果未来太空旅行越来越多,那就要对此进一步探索并做好预防。”

至于宇航员的大脑到底会受到何种程度的损害,目前还需要进一步探索,但问题已经足以引起我们的警惕了。

那么,除了大脑之外,人体还会在哪些方面受到太空环境的影响呢?

骨骼和肌肉

相信前不久关于我国航天员在空间站锻炼身体的消息,很多人都看到了。其实这种锻炼并不是为了变得更强壮,而是为了防止自己变弱。因为在太空中,如果不积极锻炼身体,身体就要“废掉”了。

在地面上,我们需要对抗地心引力,虽然意识上没有感受到,但我们的骨骼和肌肉会保持自己的强度。然而,它们似乎喜欢“偷懒”,到了太空的微重力环境下,没有地心引力的“督促”,它们就会开始流失。

对于早期的航天任务来说,每次上太空只有几个小时或者几天,还不会造成太大的影响。随着空间站的建设,国内外的航天员都要在轨驻留几十甚至几百天,这样的影响就非常严重了。为了保持自己的身体素质,他们不得不在太空中坚持训练,维持骨骼和肌肉的强度。

太空双胞胎

为了更好地了解太空对人体的影响,科学家们甚至想出了一种绝佳的研究对象,那就是同卵双胞胎。同卵双胞胎之间的基因是完全一样的,几乎可以看作是一个人。所以,只要把其中一个人送上太空,然后在长期驻留后对比两个人的身体差异,就可以很明显地看出太空环境对人体的影响。

2015年,美国的一对双胞胎接受了这个任务,ScottKelly前往国际空间站展开了为期一年的任务,他的兄弟ScottKelly则被留在了地面作为对照。2016年,Scott回到了地面,美国宇航局联合了12所高校的80多名科学家,从生化水平、认知能力、表观遗传学、基因表达、微生物组、代谢能力、免疫系统等许多方面对兄弟二人进行了对比分析。

结果表明,太空环境下的生活的确给宇航员带来了分子、生理以及行为上的变化。经过多年的研究,研究人员将这些变化分为三个不同的风险等级进行了分析——

低风险

Scott的肠道菌群中厚壁菌和拟杆菌的比例出现了明显的变化,前者更多。这个比例在他回到地球后恢复了正常,这或许与太空中的特殊环境和食物有关,但似乎并没有产生什么有害的影响,所以被评为低风险。

中风险

微重力环境导致宇航员体内的体液分布也出现了变化,Scott的颈动脉出现扩张,颈动脉壁的最内两层出现增厚,这可能与潜在的心脑血管疾病相关。另外视网膜脉管系统也出现了变化,他的视力或许也将受到影响。

高风险

一看到这个词,大家就知道其中的影响有多大了。这个变化主要发生在遗传物质方面,比如染色体的一些片段发生了倒置,这可能是高能宇宙粒子带来的影响。而研究人员推测,这样的损伤在地球上需要接受长达50年的辐射才能达到。

另外,Scott的染色体端粒发生了明显的延长。端粒被认为和人类的寿命直接相关,一定的延长或许是好事,但可能会增加患癌的风险。然而,随着Scott回到地面,他的端粒又开始加速缩短,还不如上太空之前,这反而有可能导致他加速老化。

总结

就像我们上面所说的,关于太空对人体健康的影响,仍然有许多需要研究的地方。包括神舟十二号的三位航天员在回到地表后,未来也会接受类似的分析,这对于未来的航天员来说至关重要。

很多人都说,恐惧源于未知。按照这个说法,上太空的确是一件非常令人恐惧的事情。包括聂海胜上太空之前,他的朋友也对他说:你都已经算是功成名就了,尽量别再上太空了,那里有太多未知了。但聂海胜的回复很简单:只要祖国需要,我就飞。

由此可见,不论是我国航天员还是外国的宇航员,为了人类对太空的了解,都是大无畏的精神勇气才踏上征程的。甚至可以说,他们在用自己的健康为科学家换来研究的样本和数据。所以,每一位在太空中为了人类的科学事业奋斗的人,都值得我们尊敬

在太空中,能够影响一个人身心健康的方面,还不仅限于可能的宇宙辐射以及微重力状态,甚至航天员的心理都会遭受到严重的挑战。执行太空任务确实有着无上的光荣,但却承受着绝大部分人根本不可能承受的艰辛。
#宇航员的太空生活科普#


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