宇航员太不容易了！研究发现：6个月太空飞行或导致20年永久性骨质流失
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大数据文摘转载自学术头条
冲出地球，进入太空，很酷，也令人自豪。
当前，人类一直希望并致力于探索地球之外的第二个家园。也许在遥远的未来，人类或许真的可以搭乘最新的航天器，逃离地球，冲出太阳系，到达新的宜居家园。
但是，已有科学研究证实，人的身体在脱离地球重力磁场之后，会受到太空微重力、辐射等的影响，甚至会出现无法逆转的伤害。
如今，一项最新的研究再次证实了太空飞行的危险性。
加拿大卡尔加里大学的运动科学家 Leigh Gabel 团队及其合作者，通过追踪平均年龄为 47 岁的 17 名宇航员（在太空中生活了 4-7 个月）发现，在持续 6 个月或更长时间的太空任务中，宇航员可能会经历相当于衰老 20 年的永久性骨质流失。
相关研究论文以“ncomplete recovery of bone strength and trabecular microarchitecture at the distal tibia 1 year after return from long duration spaceflight”为题，已发表在科学期刊《科学报告》（Scientific Reports）上。
带上你的“哑铃”
人类一旦脱离地球的重力和磁场，太空中的微重力和辐射，就会成为一个大问题。
长期暴露在微重力下，会导致宇航员大脑肿胀，包围大脑和脊髓的脑脊液增多，甚至影响视力。
同样，在微重力下，肌肉不会像在地面保持紧绷，就好比失去行动能力的人，缺乏锻炼以后，腿部肌肉就会显得很松散，并慢慢萎缩。
1970 年 6 月，当两名宇航员搭乘联盟 9 号从当时创纪录的 18 天太空飞行中返回时，其中一名宇航员身体虚弱，当他走出着陆舱时，甚至无法携带自己的头盔。
此外，太空辐射也可能会增加宇航员患癌症和其他疾病的风险。
自从人类飞离地球、踏入太空以来，科学家们已经无数次改进航天器的设计，也让宇航服穿起来更加舒适，但仍然无法使宇航员的身体免受来自太空的伤害。
尽管失重的宇航员们为保持体力每天都会在空间站内锻炼几个小时，但微重力下生命的其他问题仍未解决。
如今，科学家们正在设计的人造重力服、抗辐射药物和微型医疗工具，有望能在大约 10 年内准备就绪，从而保证未来太空旅行者的安全和健康。
在这项工作中，研究团队通过使用高分辨率外围定量计算机断层扫描（HR-pQCT），在 61 微米尺度上（比人类头发还要细）测量了宇航员的 3D 骨骼微结构，对小腿胫骨的骨骼结构和小臂的半径进行成像。
他们在宇航员太空飞行之前、宇航员从太空返回时，以及返回六个月和一年后的 4 个时间点，分别记录并计算了骨骼的强度和密度。
数据显示，在太空中生活不到 6 个月的宇航员，可以在回到地球 1 年后恢复太空飞行之前的骨骼强度。
而对于那些在太空中生活时间较长的宇航员，他们的胫骨会出现永久性骨质流失，相当于衰老了数十年。
为骨骼提供整体强度的微观组织消失后，即使在宇航员回到地球上后，也无法被重建，但剩余的骨骼组织会在一定程度上变厚。
对此，论文作者之一、加拿大卡尔加里大学的运动科学家 Leigh Gabel 表示，骨骼是一种活的器官，它们充满活力且活跃，并且不断在重塑，但是没有重力，骨骼就会失去力量。
另一个发现是，这些宇航员的小臂骨骼结构和半径几乎没有发生太大变化，一个可能的原因是，小臂骨骼不是承重骨骼。
对于这一现象，卡尔加里大学运动科学家 Steven Boyd 也给出了建议，即“增加在太空中的举重训练可以帮助减轻骨质流失的问题”。
法国圣艾蒂安大学的生理学家 Laurence Vico 认为，未来可能延长的太空飞行时间，会给宇航员造成更多的骨质流失，以及更大的恢复问题。
这尤其令人担忧，因为在未来的载人任务中，即使去往火星也将持续至少两年。
此外，Vico 还补充说，太空机构还应该考虑其他骨骼健康措施，比如营养补充，从而减少骨质吸收和增加骨骼形成。
未来，Gabel、Boyd 和他们的同事希望能够深入了解宇航员在太空中停留超过 7 个月后会发生哪些变化。这一研究是进行中的 NASA 项目的一部分，该项目旨在研究一年的太空飞行对宇航员十几个身体系统的影响。
“我们真的希望能发现一个‘停滞期’，宇航员们会在一段时间后停止骨质流失。” Boyd 说。
航天员的努力
要成为一个航天员，着实不容易。
除了在太空中遭受微重力和辐射的伤害，宇航员在地球上，也要经过十分残酷的“魔鬼”训练。
例如，为了在飞船上升和下降的过程中，能够承受巨大的过载，始终保持清醒，正确进行操作，他们会进行超重耐力与适应性训练，在高速旋转的离心机中承受 8 倍的重力加速度。
他们也会进行前庭功能训练，做 360 度顺时针和逆时针的快速运转，同时上下前后摆动，主要目的是提高前庭功能稳定性，降低空间运动病的发生几率，减轻空间运动病的症状。
另外一项，是中性浮力水槽训练，航天员在模拟失重的训练环境下，进行出舱活动训练，特别是舱外行走、出舱装配和维修等舱外作业。
总之，在太空中完成的每一个动作，都是在地球上数倍努力的结果。
此外，为了确保宇航员可以笔直行走，未来的空间站内也很有必要配备一些人工重力机器，比如下躯负压系统（LBNP）。
当宇航员的身体从腰部以下被密封时，该装置会对宇航员下半身施加真空压力，真空重新产生重力的向下拉力，可以使得宇航员的脚牢牢地站在空间站地板上，并将体液吸向腿部。
但这些 LBNP 只是人工重力的早期形式，它们的优点是，与正在测试的替代品相比，它们可能更容易送入太空。
正如前面提到的，离心机可以通过离心力模拟重力，帮助宇航员在微重力环境下更好地工作。
但是，如何把想对笨重的离心机带上太空，还是一个大问题。
但无论如何，相信随着科学技术的进步，人类有能力让宇航员甚至更多人，更舒服地走出地球，在太空生活。
参考资料：
https://www.nature.com/articles/s41598-022-13461-1
https://www.sciencenews.org/article/astronauts-mars-space-health-survival