太空旅行如何影响宇航员的健康?| 路透社
Will Dunham
华盛顿,2月20日(路透社) - 人体并不是为 太空飞行而构建的,微重力条件、高能辐射的暴露以及其他问题使然。因此,超越地球的界限会导致许多生理变化,影响宇航员的健康。以下是一些太空旅行对 人类健康造成影响的解释。## 为什么太空旅行对人体有挑战?
人体 经过数百万年的进化,在地球环境中最佳运作,包括其重力、大气成分和相对较低的辐射水平。太空旅行使人们暴露于截然不同的环境中,带来一系列生理和心理挑战,尤其是在长期暴露的情况下,匹兹堡大学太空生物医学中心主任阿夫辛·贝赫什提表示。
随着研究人员寻求新的对策来保护太空旅行者,关于具有不同健康背景和进行不同类型任务的宇航员的数据仍然不足,以便绘制个性化的风险概况和缓解策略,纽约威尔康奈尔医学院生理学和生物物理学教授克里斯·梅森表示。
太空辐射的危害是什么?
与地球不同,地球的大气层和行星磁场为太空辐射提供了屏障,宇航员则暴露于穿透宇宙的高能辐射中。这可能导致DNA损伤、癌症风险增加、神经退行性影响、心血管问题和免疫系统失调。
地球的磁层 - 由行星磁场主导的空间区域 - 为在低地球轨道执行任务的宇航员提供了一定的保护。但前往月球或火星等更远地方的宇航员将会经历更高的辐射剂量。
微重力有什么影响?
重力在调节身体功能中起着关键作用。根据贝赫什提的说法,其缺失会引发广泛的生理适应。
在没有重力的情况下,身体液体向上移动,导致面部肿胀和颅内压增加,这可能影响视力。缺乏与重力向下拉动相关的骨骼和肌肉的机械负荷会导致骨密度下降和肌肉萎缩。
此外,心血管系统也会发生重大变化,包括在返回地球时难以调节血压。长期暴露于微重力条件下还会影响前庭功能 - 内耳感知运动和方向的能力。这可能导致平衡和协调问题。
那么限制和心理压力呢?
长期的太空任务要求宇航员生活在封闭和孤立的环境中,社交互动和自然刺激的暴露有限。根据贝赫什提的说法,这可能导致心理压力、睡眠障碍、认知表现下降和情绪障碍。
在这张2015年2月21日由NASA提供的手稿照片中,一名NASA宇航员在国际空间站上看到地球表面在背景中经过。路透社/NASA/手稿/档案照片长期孤立和宇航员在狭小空间生活的影响——在空间站上或未来前往火星等目的地的长期任务期间——可能会加剧人际冲突,进一步影响心理健康和任务表现。
返回地球后会发生什么?
宇航员返回地球后的恢复在很大程度上取决于任务的持续时间。对于在低地球轨道上进行的短期任务(几天),大约95%的生物损伤在返回时似乎会得到逆转。
对于在国际空间站(ISS)上度过数月的宇航员,恢复似乎与他们在太空中的时间成正比。许多生理系统逐渐恢复正常。但一些问题仍然存在。一个例子是与微重力引起的液体转移和影响眼睛的颅内压力变化相关的空间飞行相关神经眼综合症(SANS),与视力障碍有关。研究表明,称为线粒体的亚细胞结构的功能障碍在SANS中起着作用。一些宇航员经历持久的损伤,可能需要矫正镜片。
关于长期深空任务的影响仍然存在疑问,在这些任务中,宇航员将经历更高水平的空间辐射和长期微重力。没有有效的对策,恢复可能会出现问题。研究人员正在积极开发基于线粒体的对策,以减轻空间引起的损伤。
我们知道的有哪些空白?
关于太空飞行如何影响人类健康的理解仍然存在空白。关于它如何影响肺功能的了解相对较少。虽然已知空间辐射会提高癌症风险,加速衰老并引起细胞损伤,但确切的生物机制仍然难以捉摸。研究表明,线粒体在太空飞行引起的健康影响中发挥着核心作用。线粒体在太空中的适应和功能障碍的确切机制仍然是一个活跃的研究领域。
科学家们对微重力、辐射暴露和孤立如何影响认知功能、心理健康和神经可塑性——大脑的变化和适应能力——在长时间内仍缺乏全面的理解。
在太空中生孩子怎么样?
根据贝赫什提的说法,一个重要的知识空白是太空飞行如何影响人类生殖和胎儿发育。在太空中进行的生殖健康研究有限,主要涉及小鼠等动物。人类生育、胚胎发育和跨代长期太空居住的完整影响仍然未知。这一点尤其重要,因为人类正在考虑未来的太空殖民努力。
最近的研究显示了什么?
研究于2024年发表,详细描述了参与2021年SpaceX三天灵感4号任务的机组成员大脑、心脏、肌肉、肾脏和皮肤、免疫调节和压力水平的变化,以及线粒体活动的下降——这是首个环绕地球的全平民团队。另一个研究于2024年发表,显示宇航员更可能经历头痛在太空中的情况比之前已知的要多。它涉及24名宇航员,他们在国际空间站(ISS)上旅行了最长达26周。除了两人外,所有人都报告了头痛。一项研究于2023年发布,发现在国际空间站或NASA航天飞机上进行至少六个月的任务的宇航员经历了脑室的扩张——大脑中含有脑脊液的空间。研究于2022年记录了17名国际空间站宇航员在平均约5个半月的任务中出现的骨质流失。返回地球一年后,宇航员的胫骨矿物质密度平均减少了2.1%——胫骨是小腿的一根骨头——骨强度减少了1.3%。九名宇航员在太空飞行后未能恢复骨矿物质密度。通过路透社可持续转换通讯,了解影响公司和政府的最新ESG趋势。注册这里。
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