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关注未来航天员健康
http://www.100md.com 2003年11月5日 健康报
     当杨利伟面带微笑地从“神舟”五号返回舱走出时,李莹辉同所有的中国人一样充满了骄傲,她更希望在未来,我国的航天员经过长期飞行仍然能够健康地走出舱门,因为这是她的职责所在。李莹辉博士是航天医学工程研究所细胞分子生物学实验室主任,也是本次航天员系统中失重生理效应与特因防护分系统的副主任设计师。该实验室的主要任务就是针对中长期空间飞行中航天员面临的健康威胁,研究其发生机制并探索新的对抗措施以保障航天员的健康。

    人类40多年的航天实践已经证实,空间飞行可导致空间运动病、心血管功能障碍、骨质丢失、肌肉萎缩、免疫功能下降、内分泌功能紊乱等多种病理生理变化。虽然失重在机体病理生理方面表现多种多样,但归根结底,其作用都是通过细胞个体、细胞内部和细胞间的相互作用反映出来的,其根本在于空间环境对细胞、分子及基因表达的影响。这位女博士所领导的实验室就是致力于通过对空间细胞学影响效应和机理的研究,认识其本质,从而根本解决长期航天中航天员的病理生理问题。这也是为什么美国在其21世纪航天发展战略中将空间细胞分子生物学列为首要重点发展目标的原因。
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    根据我国政府发表的《中国的航天》白皮书,我国载人航天战略计划分三步走,杨利伟一飞冲天已经完成了第一步;在第二阶段要建立短期有人照料、长期自主运行的空间实验室,突破空间交会对接技术,并能让航天员出舱活动;第三阶段是建立长期性的空间站。要顺利实现这一宏伟战略目标,就必须解决人在太空长期生存和生活的问题。

    据该实验室丁柏副研究员和戴钟铨硕士介绍,在航天员长期飞行会遇到的众多健康问题中,空间骨丢失是最令研究人员头疼的。国外经验表明,航天员在飞行过程中,其跟骨密度每月丧失1%。前苏联宇航员长期飞行后累积骨钙丢失约20%,法国人的研究则显示航天员在返回地面后的5年内骨丢失仍然存在,即使连续跟踪10余年,其骨质密度也无法完全达到上天前的水平。

    虽然人们可以通过运动锻炼、饮食调节、电磁场刺激、药物防护和治疗等手段阻碍骨丢失的发展,而目前最有效的对抗手段是航天员在舱内进行器械锻炼,当在跑步机上走、跑、跳时,压力不断刺激骨和骨骼肌,从而能够帮助骨质重建,但必须坚持每天锻炼4~6小时以上才会有效。这对于惜时如金的航天员们来说,有些太不现实了。
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    长期载人航天飞行中,心血管系统是另一个容易发生问题的部位。失重时由于人体的流体静压丧失,会出现体液头向分布:与重力条件下流向下身相反,血液和其他体液将回流到胸腔、头部。航天员因此容易出现面部浮肿、头胀、颈部静脉曲张等症状,同时体液转移反射性多尿会导致水盐从尿中排出,使血容量减少,出现心血管功能降低,另外对心肌细胞功能也有一定影响。

    该实验室副研究员宋锦萍介绍说,长期飞行时持续的失重会导致免疫和内分泌系统的紊乱。比如,可以引起航天员免疫器官萎缩,像胸腺、脾脏重量的减轻,并可影响人体的非特异性免疫功能,使机体对细菌的抵抗能力减弱、白细胞改变、唾液中溶菌酶活性下降、干扰素发生改变等,也可以抑制机体的细胞免疫功能,比如T淋巴细胞的增殖就会受到抑制。由于航天员长期处于持续应激状态会产生耗竭反应,从而导致自身机能的紊乱。但目前航天失重环境引起免疫功能下降的机理并不完全清楚,也缺乏有效的防护手段。

    在航天细胞分子生物学实验室中,一批来自不同学科背景的学者分别针对以上几个难题进行系统研究探索,目前已经通过空间环境和模拟失重环境对心肌细胞、成骨细胞等多种细胞的形态、功能、显微结构、超微结构、基因表达和蛋白合成的影响进行了深入研究。特别是在细胞骨架系统及其胞内信号转导途径上,研究了微重力影响航天员身体健康的细胞分子机理,并通过空间实时飞行试验,验证了地面模拟试验的科学性和药物防护的有效性。他们提出:航天医学防护的焦点在于重力敏感系统—细胞骨架系统中的分子表达与调控,这一观点得到同行们的高度重视,并为制定有针对性的医学防护措施提供了新思路。
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    记者了解到,在即将出版的《航天医学与医学工程》特刊中汇集了国内航天领域专家对我国载人航天工程各大系统的未来发展策略与规划,其中李莹辉博士撰文指出,目前国际航天医学的任务已经由“稳定-转运”的防守模式向“坚持-反击”的进攻模式转化,即由现行的出现健康问题返回地面处理发展到就地诊断和治疗。这就要求尽可能多地提供在轨条件下的实时医学处置,需要在基于对空间环境导致的基因、细胞和组织水平损伤机理深入认识的基础上,建立和发展航天员健康在线监测显示、在线诊断和在线治疗修复的战略和技术。

    目前研究航天员生化指标的数据,多来自飞行前后对空间收集的血样、尿样、粪样和唾液中某些生理生化指标的地面测定结果。由该室年轻学者熊江辉负责的课题组正在研制一种便携式的在线生物分子自动检测系统,该系统与传统的“天基取样-低温储存-返回地面分析”模式不同,将实现对航天员健康状态的前瞻性、预警性监控,有很高的灵活性与效率,有望大大加速航天医学对抗措施的研究步伐。, 百拇医药