太空生活使人体处于极端条件下——使宇航员暴露在辐射下,引起体液变化并消除骨骼上的物理力。 太空飞行还会引起溶血,红细胞遭到破坏,导致“太空贫血”。
为了调查长时间太空飞行对健康的影响,渥太华大学的研究人员对 14 名从国际空间站执行六个月任务归来的宇航员进行了研究。 他们特别检查了宇航员执行任务前后骨髓的变化。 该研究报告于 自然通讯,透露太空旅行会消耗红细胞和骨骼,但返回地球后,身体会在骨髓中储存的脂肪的帮助下恢复。
“我们发现宇航员返回地球大约一个月后,骨髓中的脂肪明显减少,”资深作者说 盖·特鲁德尔 渥太华大学和渥太华医院在一份新闻声明中表示。 “我们认为身体正在利用这种脂肪来帮助替换红细胞并重建太空旅行期间丢失的骨骼。”
从太空飞行中恢复
该研究包括 11 名男性宇航员和 100 名女性宇航员。 参与者在飞行前大约 41 天以及返回地球后大约 41 天、六个月和一年后接受了腰椎 MR 成像和光谱分析。 Trudel 及其同事使用三种定量 MR 技术观察到,着陆后 4.2 天,宇航员的骨髓脂肪比飞行前的值减少了 XNUMX%。
为了研究骨髓肥胖(BMA)减少的潜在机制,研究小组探讨了这是否与宇航员从太空贫血中恢复有关,就像回到地球重力触发红细胞生成增加时发生的情况一样。 着陆三天后,血液样本分析显示,宇航员的红细胞比执行太空任务前减少了10.4%,证实他们患有太空贫血。
飞行后 41 天,研究人员测量到宇航员血液中网织红细胞(未成熟红细胞)的浓度比飞行前高出 18.9%。 这些变化在空间和时间上与骨髓脂肪的变化相关,这强化了这样的理论:BMA 下调是由于局部消耗脂肪酸以支持红细胞生成所致。
除了红细胞流失之外,宇航员还遭受骨质流失,或称“太空骨质减少症”。 因此,研究人员检查了 BMA 的减少是否也与宇航员重新暴露于重力后从这种情况中恢复有关。 他们发现,着陆 41 天后,血清和尿液中的骨形成标志物比基线水平有所增加。
他们还使用双能 X 射线吸收测定法来检查太空飞行前后的椎骨骨矿物质密度。 宇航员平均减重0.03±0.03克/立方厘米2 飞行后 3-18 天的椎骨量与飞行前相比。 着陆六到九个月后,这一数字有所恢复,但仍略低于基线水平。 这些发现支持 BMA 下调的第二种可能机制——局部使用脂肪酸来提供能量密集型骨形成,以应对空间骨质减少。
“由于红细胞是在骨髓中产生的,而骨细胞围绕着骨髓,因此身体会优先使用当地的骨髓脂肪作为能量来源来促进红细胞和骨骼的生成,这是有道理的,”解释道特鲁德尔。 “我们期待在地球上的各种临床条件下进一步研究这一点。”
性别差异
研究人员发现,只有男性宇航员的骨质流失具有统计学意义,这促使他们探索长期太空飞行后 BMA 的潜在性别特异性变化。 在地球上,绝经前女性的 BMA 通常低于男性,在这一队列中,女宇航员在飞行前的腰椎骨髓脂肪比男宇航员低 11.1%。
飞行后 41 天,女性和男性宇航员的腰椎 BMA 表现出相同的下调。 然而,六个月和一年的测量结果显示,虽然男性宇航员的 BMA 逐渐恢复到正常水平,但女性宇航员的 BMA 却大幅增加。 磁共振数据显示,飞行一年后,男女差异已经消失。 研究人员认为,BMA 的这种性别特异性调节值得在更大的人群中进行进一步研究。
太空生活影响人类大脑结构
研究小组还测试了宇航员年龄对长期太空飞行后椎骨 BMA 调节的影响。 他们发现,宇航员越年轻,着陆41天后骨髓脂肪减少得越多。
研究人员强调,这些在宇航员身上的发现也可以帮助地球上的人们,例如因长期患病和活动受限而失去肌肉和骨质的贫血患者。 “我希望这项研究能够帮助人们从地球上和太空中的静止状态中恢复过来,”特鲁德尔说。 “我们的研究还可以揭示骨质疏松症、代谢综合征、衰老和癌症等与骨髓脂肪增加有关的疾病。”
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- Sumber: https://physicsworld.com/a/study-in-astronauts-could-improve-health-in-space-and-on-earth/
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