本文转自:中国科学报

文 | 徐锐

人类有一天会飞往火星吗?几十年来,人们一直在围绕这个任务展开讨论,但这项任务能否实现不仅取决于技术。“如果人类一次性在太空中呆3年,我们还需要关注相关的健康风险。”德国埃尔朗根—纽伦堡大学(FAU)的Anna-Maria Liphardt博士说,“这同样适用在太空中执行任务不超过6个月的宇航员。”

宇航员在太空中“飘来飘去”看起来令人羡慕,但实际上,在某些情况下,长时间处在太空中会对人类骨骼结构造成不可逆的损伤,甚至使部分人体骨骼老化提前近10年。

近日,Liphardt与加拿大、美国的研究人员共同在《科学报告》发表了上述成果,并指出与药物相结合的适应性训练计划可为未来执行太空任务的宇航员提供更好的保护。这些发现也将用于临床实践中风湿病等的治疗。

Liphardt是一名运动科学家,在一项长期研究中,她与德国、加拿大和美国的研究人员一起,研究了骨骼结构在太空中的变化以及如何在地球上对其进行恢复。

他们在14名男性和3名女性进入太空前以及返回后6个月和12个月时对其进行了身体检查,主要测量胫骨和桡骨的骨密度和强度,以及骨小梁微观结构,并通过血液和尿液中的生物标记物测量骨转换率(细胞分解和新细胞形成的过程)。

研究结果令人担忧。他们发现,即使在太空任务结束12个月后,17名宇航员中仍有9人没有完全康复,其骨强度和骨密度下降了2%。

“下降量听起来似乎不多,但这相当于至少10年的骨质流失。”Liphardt表示,“这意味着这些宇航员将会更早地患上骨质疏松症,并且更易骨折。”

与地球上人类老龄化导致的骨损伤相比,宇航员骨骼内部结构受到的影响比处于表面的骨膜更大。在一些接受检查的宇航员中,其骨小梁等受到了无法修复的损伤。

“我们的研究证明,宇航员在太空停留的时间越长,其骨再生就越困难。”Liphardt说,在太空飞行前骨转换率较高的宇航员在骨再生方面的问题更严重,因为活动水平较高的人骨骼转换率较高,其在太空任务中保持活动水平是一个挑战。

为此,让宇航员进行与药物相结合的适应性训练很重要。

“尽管国际空间站有各种设备,如跑步机、健身自行车,以及相关负重训练计划,但仍难以维持宇航员的活动水平,开发在零重力条件下顺畅工作且不占用太多空间的新运动设备尤其具有挑战性。”Liphardt说,宇航员在太空飞行期间执行锻炼计划,此外配合服用药物,如已成功用于治疗和预防骨质疏松症的双膦酸盐等,或可从中受益。