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神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

作者:巴桑·曼汗

中国空间站第二次载人飞行任务

即神舟十三号

在太空中遨游了183天后

于今日返回,成功降落在东风着陆场

3名航天员身体状况良好

神舟十三号载人飞行任务取得圆满成功

神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?
神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

航天员翟志刚安全出舱

神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

摘星星的王亚平回来啦~

神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

航天员叶光富安全出舱

长期的航天旅行都会对航天员的身体造成哪些影响?医护人员有什么措施能帮助航天员恢复健康状态呢?

01 对骨骼系统的影响

长时间处于失重状态的航天员骨骼结构和功能会不可避免出现变化并影响航天员健康,宇宙射线及其它未知的因素也可能影响骨的代谢。那么我们从这两个方面具体来看。

失重与骨量丢失

空间站位于距离地面393公里处,仍然在地球重力范围内,但在第一宇宙速度的加持下,空间站以7.9公里/秒左右的速度环绕地球飞行,从而创造出了一种失重环境。而航天员长期生活在失重环境之中,身体的肌肉会萎缩,骨质也会流失。

人类在地球上生活时,很多部位的肌肉会长期处于拉伸状态,比如后背和腿部等。可当航天员处于空间站失重环境时,不再需要保持“站立位”,后背和腿部的肌肉不用再对抗重力。

而且他们挪动物体时也不用太大的力气,这会让航天员的肌肉组织出现退化。数据显示,航天员进入太空以后,5~11天的时间内就会失去20%的肌肉。其次,骨骼的增长需要外力的刺激,当肌肉收缩或者扩张时,骨骼受到挤压或者扭转应力,这会刺激骨组织的生长,以降低骨折风险。这个过程中,骨骼会重塑,在骨吸收和骨形成之间达到动态平衡。

然而,在失重环境下骨骼承受的应力,极大地减少了,破坏了这种平衡,这导致航天员每月流失1.5%的骨组织,流失最多的是骨盆和下脊柱。

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神舟十三号对接天宫空间站后的四舱(船)组合体构型

宇宙射线对骨骼健康的影响

在距离地面400公里左右的高度,是一种高真空、强辐射的环境。虽然空间站外壳屏蔽掉了几乎所有的宇宙辐射,但是太阳辐射和高能宇宙射线与空间站外壳发生碰撞时,也会释放大量的次级粒子,进入空间站,对航天员造成伤害。

机械振动的方法是一种防治骨质疏松的措施。 另外,不同类型的低频电磁场具有对抗失重后骨质疏松的作用,而且安全可靠。目前电磁场已经被开发出多种类型,包括低频脉冲电磁场和正弦交变电磁场,由于疗效显著被广泛用于研究。

神舟十三凯旋!在太空生活6个月的航天员身体会有什么变化?

02 对心血管的影响

失重、电离辐射、幽闭环境及昼夜节律紊乱等是航天飞行对健康的重要威胁。其中,失重所致的心血管功能改变是影响航天员健康及工作效能的首要因素。

其中立位耐力不良、运动能力降低、心脏和血管结构及功能重塑是长期航天飞行导致心血管系统功能失调的重要表现,这不仅是航天员舱外活动的限制因素之一,还对返回地面时即刻的应急离舱能力构成潜在威胁。

体液转移

体液转移是航天飞行过程中循环系统变化的最重要的始动因素。机体进入微重力环境后,随着重力和静水压消失,动脉各部分的跨壁压分布和局部血流量发生变化,导致体液迅速转移和重新分布。

微重力引起的体液转移主要有两种方式,一是下肢和腹部的体液向中央和头部转移,约有2 升的体液从下半身转移至上半身;二是身体上部静脉压和毛细血管流体静压增加,体液由毛细血管内向血管外转移。

体液转移和压力变化将影响体液量及心血管结构和功能。与在地面立位相比,航天飞行早期血液向中心转移导致心肺血容量增加,每搏量和心输出量均明显增加。

此外,进入失重状态后,因缺少由重力对抗所产生的正常汇流机制的继续作用,体液涌上大脑,航天员会出现头部肿胀的情况。

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站在机械臂上的王亚平

心脏结构和功能变化

失重及模拟失重致心脏结构重塑和/或质量改变的现象在人和大小鼠等均有报道。长期失重致心脏萎缩的机制目前尚不完全清楚,可能与重力负荷降低所致心脏的容积和压力负荷减少、体力活动减少和代谢需求降低等的适应性改变有关。

心脏萎缩与血容量减少、长期回心血量下降共同导致了心脏储备能力的减弱,加之骨骼肌萎缩,从而影响航天员运动能力和工作效能。

血管重塑和功能失调

微重力状态下,流体静压的消失使人体不同部位血管内压发生不同的变化,产生相应的适应性结构重塑与功能改变。研究表明,太空飞行使航天员颈动脉内中膜厚度增加。

心律与心血管调节功能变化

失重导致心血管功能失调涉及系统调节的多个环节,血容量降低、颈动脉窦压力感受器敏感性下降、下肢静脉顺应性增加及肌肉萎缩等都参与其发生,且随着航天员在轨飞行时间的延长,这些不良影响可能会更严重。

针对失重导致的心血管功能紊乱的防护,目前采用的措施主要包括主动运动、辅助设备防护、药物防护以及飞行前的适应性训练等。

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2013年王亚平首次太空授课

载人航天“三步走”战略步伐坚实

中国航天已迈入空间站时代

通过空间站这个国家太空实验室

医务人员与相关科技工作者

可以针对一些重大医学问题共同努力

为 “太空三人组”点赞

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神舟十三号乘组航天员合影,左起叶光富、翟志刚、王亚平

编辑:文刀

本文编辑自:果壳、蝌蚪五线谱

科普苏州

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