神舟十二號航天員凱旋，3個(gè)月太空環(huán)境對人身體有哪些影響？

9月17日下午，神舟十二號3名航天員順利返回地面。3個(gè)月的太空生活會對航天員們身體產(chǎn)生什么樣的影響？后期需要多長時(shí)間恢復(fù)？來看詳解。

撰文/記者 李鵬 圖文編輯/陳永杰

新媒體編輯/房永珍

采訪專家

岳茂興（原解放軍306醫(yī)院普外科主任、特種醫(yī)學(xué)中心主任、載人航天緊急救護(hù)專家組組長）

焦維新（北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授）

肖 龍（中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）行星科學(xué)研究所教授）

9月17日13時(shí)34分，搭載著航天員聶海勝、劉伯明和湯洪波的神舟十二號載人飛船成功在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心東風(fēng)著陸場著陸。3位航天員安全順利出艙，身體狀態(tài)良好?？臻g站階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。此次是東風(fēng)著陸場首次執(zhí)行載人飛船搜索回收任務(wù)。

在執(zhí)行神舟十二號飛行任務(wù)中，3位航天員首次進(jìn)駐中國空間站，并在空間站組合體工作生活了90天，刷新了中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時(shí)間的紀(jì)錄。長達(dá)3個(gè)月的太空環(huán)境對航天員的身體會產(chǎn)生哪些影響？

▲9月17日13時(shí)34分，神舟十二號載人飛船返回艙成功著陸，航天員聶海勝（中）、劉伯明（右）、湯洪波（左）安全順利出艙，身體狀態(tài)良好 （圖片來源/新華社）

身體血液、體液分布發(fā)生明顯變化我們身體的血液、體液分布都是與地球上的重力環(huán)境相適應(yīng)的，到了太空失重環(huán)境下，血液和體液會發(fā)生變化。原解放軍306醫(yī)院普外科主任、特種醫(yī)學(xué)中心主任、載人航天緊急救護(hù)專家組組長岳茂興在接受記者采訪時(shí)表示，人在空間環(huán)境不同的狀態(tài)下，體內(nèi)的血液和體液分布也是不同的，其會根據(jù)重力的作用進(jìn)行分布。航天員從坐上火箭出發(fā)開始，體內(nèi)血液和體液的調(diào)整就開始了。

北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新表示，當(dāng)火箭點(diǎn)火升空的那一瞬間，航天員就會體驗(yàn)到非同尋常的超重感覺，就像人在坐電梯，好像有一種被往下拽的感覺，而在火箭發(fā)射升空時(shí)，這種感受會強(qiáng)烈得多。在這個(gè)過程中，人體的血液和體液會往下肢轉(zhuǎn)移。而實(shí)現(xiàn)船箭分離以后，航天員就會體驗(yàn)到從超重到失重的過程，失重時(shí)重力會全部消失，整個(gè)身體的血液會一下子涌向頭部。這時(shí)人體會出現(xiàn)強(qiáng)烈的不適應(yīng)，就像地面上的暈車和暈船感覺。

岳茂興解釋說，航天員上太空以后，就會發(fā)生全身血液的再分布。因?yàn)轱w船上天以后，在失重的狀態(tài)下，人的血液將涌向大腦和上身，血液的黏稠度也會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致面部浮腫、甚至是頭部發(fā)脹的情況。

9月1日“開學(xué)第一課”上，聶海勝、劉伯明、湯洪波給全國的中小學(xué)生講授科普課時(shí)，很多人注意到，3位航天員的臉部稍微有些浮腫，岳茂興表示，這也是頭部充血的反應(yīng)。不過從3位航天員的狀態(tài)來看，他們的身體依舊處于正常的狀態(tài)。其實(shí)，如果頭部血液聚集過多，有時(shí)還會導(dǎo)致航天員嗅覺和味覺發(fā)生變化，甚至出現(xiàn)頭疼、血壓異常等情況。但是，只要提前有應(yīng)對舉措，就不會出現(xiàn)特別嚴(yán)重的情況。

▲9月3日，“時(shí)代精神耀香江”之仰望星空話天宮活動(dòng)在北京、香港兩地聯(lián)動(dòng)登場。3位航天員與與近300名香港科技工作者、教師和大中學(xué)生展開一場別開生面的天地連線互動(dòng) （圖片來源/視覺中國）

在中央廣播電視總臺的直播節(jié)目中，很多觀眾注意到，3位航天員從太空返回地面以后，在飛船的艙內(nèi)休息幾十分鐘，然后才被人抬著出來，他們的面部比之前略顯蒼白，并保持在飛船上的坐姿接受媒體采訪。岳茂興解釋說，采取這樣的操作是為了最大限度地保障航天員的安全。因?yàn)楫?dāng)航天員返回地面的時(shí)候，就會頭部缺血，下肢腫脹，需要有一個(gè)調(diào)整恢復(fù)的時(shí)間，讓人體的生理機(jī)能重新逐步適應(yīng)地面的生活。

骨質(zhì)流失是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)在失重環(huán)境下，由于作用于人體下肢、骨盆、脊椎等承重骨的壓力減小，同時(shí)肌肉運(yùn)動(dòng)減少，對骨骼的刺激減弱，使貯存在骨骼中的鈣脫離骨基質(zhì)，臨床表現(xiàn)為骨骼質(zhì)量減輕，骨密度下降，導(dǎo)致航天員出現(xiàn)骨質(zhì)疏松等癥狀， 這就是所謂的空間骨丟失。

岳茂興說，航天員在空間站待3個(gè)月和待幾天還是很不一樣，航天員在天上待的時(shí)間久了，骨鈣加速流失是必須要面對的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

在國際空間站生活6個(gè)月的航天員，返回后確實(shí)呈現(xiàn)骨密度下降，脊柱骨密度平均每月下降0.9%，髖關(guān)節(jié)每月下降1.4%–1.5%，跟骨每月下降0.4%。

▲太空環(huán)境對航天員身體的影響（制圖/張林）

許多證據(jù)表明，在太空生活一個(gè)月，航天員所損失的骨質(zhì)，相當(dāng)于患骨質(zhì)疏松的老年婦女在地面一年損失的骨質(zhì)。這種骨質(zhì)疏松一旦形成，即使回到地面的重力環(huán)境后也難以逆轉(zhuǎn)。因此，空間骨鈣丟失被列為長期空間飛行面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)因素之首。

岳茂興表示，在太空中航天員沒有負(fù)重，出現(xiàn)骨鈣丟失是避免不了的事情，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致骨質(zhì)疏松，但是因?yàn)橛酗嬍澈歪t(yī)療、運(yùn)動(dòng)等方面的保障和干預(yù)，狀況就要好很多。很多人看到，在空間站的航天員，每天除了完成工作任務(wù)之外，還必須在地面醫(yī)生的指導(dǎo)下進(jìn)行多種身體鍛煉。岳茂興說，鍛煉的一個(gè)重要目的就是避免骨鈣的加速流失。

岳茂興告訴記者，我國對航天員的健康管理比較充分，以往航天員返回來以后，檢查表明骨鈣丟失得并不是特別厲害，截至目前也沒有特別嚴(yán)重的事情發(fā)生。

為了充分保護(hù)航天員們的身體，他們返回地球之后的一段時(shí)間之內(nèi)，還要經(jīng)過很嚴(yán)格的檢查和休養(yǎng)，接受各種機(jī)能恢復(fù)訓(xùn)練，以徹底適應(yīng)地球環(huán)境，過上正常的生活。在恢復(fù)期間，也要防止骨鈣流失帶來的一些后果。譬如劇烈運(yùn)動(dòng)、負(fù)重都是禁止的。

但岳茂興也表示，不太嚴(yán)重的骨鈣流失問題也能夠通過飲食、運(yùn)動(dòng)及中西醫(yī)的一些治療，得到大幅緩解。

2019年，中國航天員科研訓(xùn)練中心和北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了空間骨丟失相關(guān)的研究論文，該研究建立了成骨細(xì)胞內(nèi)鈣信號的變化與骨形成之間的清晰關(guān)系，揭示了骨形成調(diào)控的一種全新作用機(jī)制。這項(xiàng)研究為空間骨丟失的對抗防護(hù)及骨質(zhì)疏松的治療提供了一種全新的思路，也期待后續(xù)研究成果能為空間站時(shí)期我國航天員的身體健康提供進(jìn)一步的保障。

在太空環(huán)境中會出現(xiàn)肌肉萎縮多年的觀察研究表明，航天員在太空中時(shí)間久了都有肌肉萎縮的狀況，這種狀況的出現(xiàn)主要由失重和習(xí)慣的肌用力缺乏等因素引起。主要表現(xiàn)為肌肉質(zhì)量降低、肌纖維變細(xì)、腿的圍徑減小和肌肉(特別是伸肌)收縮強(qiáng)度下降。萎縮程度一般都是下肢大于上肢、抗重力肌大于非抗重力肌，并且太空駐留時(shí)間愈長，肌肉萎縮愈嚴(yán)重。

▲為了減輕肌肉萎縮癥狀，歐洲航天局宇航員盧卡·帕米塔諾國際空間站的跑步機(jī)上鍛煉（圖片來源/美國國家航空航天局網(wǎng)站）

美國麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)，對比了17位航天員在空間站工作前后的身體狀況，他們發(fā)現(xiàn)凡是在空間站中停留一段時(shí)間的航天員，比如平均停留時(shí)間在半年，都多少出現(xiàn)了背部肌肉萎縮。

肌肉萎縮的后果是肌肉的力量、耐力、緊張度和協(xié)調(diào)性下降，航天員在大負(fù)荷工作時(shí)全身無力，肌肉疼痛；返回地面后普遍感到乏力、疲勞、站立和行走困難、肌肉疼痛。不過幸好這種肌肉萎縮的變化過程是可逆的，大約經(jīng)過一年多的地面生活和鍛煉能恢復(fù)正常。

返回會有輕微視力下降俄羅斯科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)問題研究所科學(xué)小組負(fù)責(zé)人、眼科專家奧爾加·馬尼科說，在長期太空飛行的情況下（3個(gè)月以上），30%的航天員出現(xiàn)眼底改變，這屬于航天神經(jīng)眼肌綜合征，其中包括視神經(jīng)水腫、視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)改變、眼球形狀改變和遠(yuǎn)視等視覺變化。最常見的航天神經(jīng)眼肌綜合征是視神經(jīng)水腫，表現(xiàn)程度不一，從輕微到非常明顯都有。

國外的研究表明，在太空中待的時(shí)間較長的航天員回到地球以后，可能會患上視覺障礙顱內(nèi)高壓綜合征。經(jīng)核磁共振檢查發(fā)現(xiàn)，回到地球的航天員們眼球變得更扁平，視神經(jīng)也出現(xiàn)了腫脹，這是因?yàn)槲⒅亓Νh(huán)境導(dǎo)致的腦液積壓的結(jié)果。

醫(yī)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)剛從太空回來的宇航員都會有輕微的視力下降，但科學(xué)家們?nèi)匀徊恢来_切的原因。也有研究發(fā)現(xiàn)，航天員視力下降可能是維生素B13或葉酸缺乏所致。此外，輻射環(huán)境也增加了航天員患白內(nèi)障的風(fēng)險(xiǎn)，目前還沒有得出確切可靠的結(jié)論。

思維速度減慢，身體協(xié)調(diào)能力變差有在國際空間站工作的航天員報(bào)告說，當(dāng)他們在空間站工作時(shí)，他們感到大腦的警覺性下降，思維速度減慢。為了尋找原因，科學(xué)家們讓老鼠接觸低劑量的高能帶電粒子，六周后，老鼠接受了一系列的學(xué)習(xí)和記憶測試。結(jié)果顯示，接觸帶電粒子的老鼠表現(xiàn)更差，更容易出現(xiàn)精神障礙。此外，這些老鼠大腦中的樹突狀細(xì)胞數(shù)量顯著減少?？茖W(xué)家推測，長期執(zhí)行太空任務(wù)的航天員可能會因宇宙射線輻射而改變大腦神經(jīng)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。

前庭系統(tǒng)是內(nèi)耳中主管頭部平衡運(yùn)動(dòng)的一組裝置，主要由橢圓囊、球囊和三個(gè)半規(guī)管組成，其也是人體在空間中進(jìn)行定向和平衡的特殊系統(tǒng)。當(dāng)航天員進(jìn)入太空以后，這個(gè)人體的核心部件也會發(fā)生紊亂。當(dāng)航天員返回地球時(shí)，他們經(jīng)常走路不穩(wěn)，把東西放錯(cuò)位置或把東西撞倒。這主要是因?yàn)榍巴ハ到y(tǒng)的運(yùn)行與地球的重力和地平線有關(guān)，而在太空中，地球的重力和地平線對人體失去了功能，前庭系統(tǒng)必須適應(yīng)新的外部條件。返回地球后，必須再次進(jìn)行調(diào)整。在這個(gè)反復(fù)調(diào)整的過程中，人體往往會被錯(cuò)誤的信號誤導(dǎo)。因此，需要較長的時(shí)間進(jìn)行康復(fù)。

可能會出現(xiàn)心理問題不管是上天還是返回的過程中，航天員在心理上也都要接受極限的挑戰(zhàn)，在空間站人體正常的生物鐘被打亂，長時(shí)間不一樣的生活也會給心理帶來一些變化。航天員返回地面以后，會出現(xiàn)嚴(yán)重的心理問題嗎？

岳茂興告訴記者，航天員進(jìn)入太空的過程及在太空工作和生活的一些經(jīng)歷，的確會對人的心理產(chǎn)生很大的震撼。據(jù)了解，為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的心理問題，不管是國外的還是我國的航天員選拔，都要經(jīng)過極為嚴(yán)格的心理測試階段。心理測試不合格的人，就會被予以淘汰。這也能夠避免和減輕航天員嚴(yán)重心理問題的出現(xiàn)。

美國國家航空航天局規(guī)定，如果航天員執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間超過１個(gè)月，就需定期通過遠(yuǎn)程設(shè)備與地面上的心理醫(yī)生進(jìn)行溝通。如果有航天員企圖進(jìn)行破壞，其他成員可以使用暴力將其制服，包括用繩索捆住手腳或強(qiáng)制注射鎮(zhèn)靜劑。

▲中國航天員科研訓(xùn)練中心的心理輔導(dǎo)教員對航天員劉洋進(jìn)行訓(xùn)練（圖片來源/視覺中國）

此外，為有效處理航天員出現(xiàn)的心理問題，空間站上還備有鎮(zhèn)靜劑、抗抑郁劑和抗焦慮劑等治療精神疾病的藥物。應(yīng)對方案規(guī)定，可以對情緒失控的航天員注射鎮(zhèn)靜劑。如果遇到反抗，可以將針劑強(qiáng)制注射到病人體內(nèi)。盡管目前還沒有人使用過這些藥品，但一些專家認(rèn)為配備精神藥物對執(zhí)行特殊任務(wù)的航天員來說，是十分必要的。因?yàn)橐郧霸?jīng)有過航天員在空間站出現(xiàn)嚴(yán)重心理狀況的案例。為了以防萬一，現(xiàn)在我國航天員上天也會攜帶鎮(zhèn)靜劑、抗抑郁劑和抗焦慮劑等藥物。

此外，通過設(shè)施進(jìn)行環(huán)境的調(diào)節(jié)也是一種有效的方式。譬如航天員可以根據(jù)個(gè)人需求通過App調(diào)節(jié)艙內(nèi)照明環(huán)境，睡眠模式、工作模式、運(yùn)動(dòng)模式……不同的艙內(nèi)燈光，能夠調(diào)節(jié)航天員的情緒，避免長時(shí)間處于單調(diào)的環(huán)境所帶來的不適。

不過，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）行星科學(xué)研究所教授肖龍表示，航天員的心理問題因人而異。根據(jù)他了解到的情況，國外航天員出現(xiàn)的心理問題也不像外界所傳聞的那樣嚴(yán)重。毫無疑問，航天飛行必然會經(jīng)歷各種恐懼和危險(xiǎn)，去的人也會做好各種準(zhǔn)備。岳茂興說，由于保障到位，我國航天員返回地球后并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的心理問題。

關(guān)注航天員的心理始終是一個(gè)前沿課題，需要持續(xù)關(guān)注、探索和跟蹤研究，這樣將來才能夠?yàn)橹袊暮教靻T登月、登陸火星提供更為充分的保障。

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航天醫(yī)學(xué)開始為普通人服務(wù)

“我國對航天醫(yī)學(xué)進(jìn)行民用轉(zhuǎn)化，解決漸凍癥等一些醫(yī)學(xué)難題方面已經(jīng)取得了一些突破?！痹烂d告訴記者，漸凍癥的一個(gè)重要表現(xiàn)就是肌肉萎縮，而太空中也會出現(xiàn)肌肉萎縮，通過一些科學(xué)的預(yù)防和治療手段現(xiàn)在已經(jīng)可以避免一些嚴(yán)重情形出現(xiàn)在航天員身上，而這種應(yīng)對策略對治療漸凍癥也帶來了很大的啟發(fā)。

岳茂興研究探索中西醫(yī)結(jié)合的辦法，發(fā)明了一種用于治療運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損傷疾病的新療法，采用“從肌體酶代謝恢復(fù)、促進(jìn)損傷神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)”的新療法治療患者。針對患者的不同病情、損傷程度、基礎(chǔ)疾病等，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出“解凍一號”至“解凍六號”，還有中藥“滋痿膏”和“滋痿丸”。

航天醫(yī)療應(yīng)用到的辦法，也可以用到防止中老年人骨鈣流失上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在全球每年有890萬骨折病例，我國約有9000萬骨質(zhì)疏松癥患者。通過一些干預(yù)舉措，這些患者也迎來了福音。

“航天醫(yī)學(xué)必須要為民所用，才能夠發(fā)揮出更大的價(jià)值?！痹烂d表示。

出品：科普中央廚房

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