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骨质疏松:航天员健康杀手成因之谜

作者:南京科进    浏览:136    发布时间:2016/10/27 13:21:18

  许多证据表明,在太空生活一个月,航天员所损失的骨质,相当于患骨质疏松的老年妇女在地面一年损失的骨质。这种骨质疏松一旦形成,即使回到地面的重力环境后也难以逆转。最近中国科学家李英贤从微小RNA入手,揭开了空间骨丢失的成因。

 

  2016年7月9日,天宫二号空间实验室安全运抵酒泉卫星发射中心载人航天发射场,开展发射场区总装和测试工作,神舟十一号载人航天任务即将实施。

 

  不久,神舟十一号飞船将搭载两名男航天员在轨驻留30天。从航天医学的角度来看,30天里,航天员面临最大的敌人便是空间骨丢失,随着身体中的骨质大量脱钙并经肾脏排出体外,骨质疏松发生了。

 

  多年来,航天医学专家一直在寻求空间骨丢失的形成机理,以及解决方案。最近,来自中国航天员中心航天医学基础与应用国家重点实验室的李英贤团队,以微小RNA为视角,找到了空间骨丢失的成因。实验表明,微重力环境对成骨细胞特定基因和蛋白表达有抑制作用,使成骨细胞的活性受到抑制,最终发展为空间骨丢失。

 

  微重力下的问题

 

  当航天器在太空中飞行时,只受到地球、月球、行星、太阳等天体的引力作用以及微小的空气阻力作用,外力引起的加速度仅为地面上重力加速度的十万分之一至万分之一。因此,太空环境被称为微重力

 

  微重力是一个让科学家喜忧参半的环境。

 

  许多在地面上因为重力的原因无法进行的实验,微重力环境带来了福音。2011年11月,中国神舟八号飞船携带了中德两国合作的通用生物培养箱上天。中科院生物物理所研究员仓怀兴团队精心培养了14种大分子蛋白质晶体。培养箱返回时,研究人员看到,经过12天太空运行,这些蛋白质晶体生长规整。仓怀兴则把令人满意的实验结果归结为微重力的贡献。

 

  物理学家也在寻求微重力。今年4月,中国微重力卫星实践十号成功升空,旨在利用太空中的微重力环境进行科学实验。中科院物理所厚美瑛研究组则在这颗卫星上开展了世界上首次在微重力环境下系统进行的颗粒分仓聚集实验。厚美瑛表示,4月6日至4月25日实践十号在轨运行期间,研究人员曾6次从科学卫星上获取科学数据。

 

  对微重力环境感到担忧的,恐怕只有航天医学专家。

 

  在人类有能力长时间驻留太空之前,重力都被认为是一种理所当然的存在。1961年4月,前苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方号飞船进入了人造地球卫星轨道,成为人类进入太空第一人,标志着人类宇航时代的开始。因为飞行时间只有108分钟,除了亲身体验身体变轻、周围物体都漂浮起来之外,加加林和当时的航天医学家并没有特别明显地察觉到微重力对健康的影响。

 

  不久后发射的东方号2号、3号则有机会在太空飞行更长的时间。季托夫、尼古拉耶夫分别在25个小时和94个小时的太空飞行中,帮助研究人员取得了一项重大发现。

 

  前苏联的科学家首次在他们身上,观察到了尿液中的钙的流失。上世纪六十年代,美苏两国在航天领域进行着不计成本的竞争,直到差不多二十年后,前苏联科学家的记载才被NASA约翰逊太空中心医学部的科学家兰博(P.C. Rambaut)获得,并写进综述文章《太空中骨骼的变化》在《柳叶刀》(Lancet)杂志上刊发,从此引发了全球航天医学研究者的注意。

 

  兰博于1985年发表的这篇综述里,还记载了前苏联宇宙号系列卫星搭载的实验动物骨骼的变化。例如,1966年,在专门以探索生物科学为目标的宇宙号110上,两只名为Veterok和Ugolyok太空犬在22天的太空飞行中,骨密度减少了10%,尿液和粪便排泄的钙都翻了一倍。

 

  兰博同意前苏联科学家的观点,从理论上来讲,这些骨骼的变化理应和微重力相关。毫无疑问,这就是空间骨丢失

 

 

 

 

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