微重力:通往火星的路障?

斯坦利·g·洛夫(Stanley G. Love)在太空中度过了两周没有锻炼的时间后，他减掉了8磅的体重仅腿上的肌肉量。如果我们要去火星，宇航员将在微重力下旅行9个月。没有重力的生活是否会成为我们即将前往火星的宇航员的主要担忧?神经外科医生马克·威尔逊(Mark Wilson)向凯特·阿尼(Kat Arney)解释说，长途前往火星可能会对健康造成严重影响，但并非无法克服。

马克:有很多影响。我的研究领域是微重力和缺氧对大脑的影响。发生的事情是，因为没有重力把血液拉到你的腿上，你得到了这种液体转移，我们认为颅内压上升。正在发生的事情，我们现在发现在更长时间的太空任务中，正在发生的慢性变化实际上导致了另一种现象，即VIIP或视觉损伤和颅内压在太空中，宇航员正在失去周边视力这也是一个长期的问题，可能会成为火星任务中的一个问题。

所以基本上，他们所有的血液都进入了他们的头部，而液体必须要去某个地方。

马克:是的。我认为问题是你的静脉血引流能力下降了。如果你现在坐在这里，你每分钟向你的大脑中注入大约一升的血液，而这一升的血液也必须每分钟流出。当你没有重力帮助的时候，你就不能足够快地排出血液。

凯特-所以，这就是在前端发生的事情。那么，再往下，身体的其他部分，骨骼和肌肉呢?宇宙飞船的低重力环境对它们有什么影响?在生理层面上发生了什么?

马克:嗯，因为他们没有以正常的方式进行锻炼，我的意思是，当你正常锻炼时，你在走路或跑步，你会进行持续的冲击运动，这有助于有效地促进骨骼更新。因为他们没有，他们失去了骨密度他们没有的另一件事是重力将血液拉入组织。因此，即使人们在太空中锻炼，例如，只是在跑步机上用支架支撑，他们仍然会失去骨密度和肌肉质量，因为尽管他们进行了冲击性锻炼，他们没有把血液拉到腿部的重力。这是两件事;血液流动和冲击运动是维持骨密度和肌肉质量所必需的。

Kat -这对身体有什么影响?因为，如果肌肉和骨骼等东西开始分解，它们的组成部分必须去某个地方?

马克:是的，你会逐渐排出蛋白质，逐渐失去钙，尽管身体不同部位的钙含量是不同的。所以，我之前参与的工作主要是研究，你的大脑发生了什么。你的头盖骨实际上倾向于沉积更多的骨头，而不是失去它。所以，这并不全是损失。这取决于它在你身体的哪个部位发生了变化。

Kat -举个例子，在我们假设的9个月的火星之旅中，我们已经听说斯坦利·洛夫在短暂的太空之旅后，减掉了大约8磅的肌肉。普通宇航员预计会损失多少?

马克:嗯，有不同的研究，但平均而言，这些研究似乎表明，在微重力状态下，人们每月的骨密度会下降1%到5%。如果你要花9个月的时间去某个地方旅行，这是相当多的。我们不知道它是否会趋于平稳，而来自国际空间站的一些证据表明确实如此。但如果它没有平稳下来，那么在你到达之前，你显然会有很多损失。

Graihagh——你几乎可以想象——有人会变成水母吗?它的最终终点是什么?

凯特-我们不知道，但他们可能会有一点损失，这并不是可以接受的事实。当他们到达他们要去的地方时，情况更紧急。你还需要保持骨密度和肌肉，这样你就可以逃跑或移动，做适当的事情，即使在相对较小的重力环境。所以从安全的角度来看，尽管人们说如果这是单程旅行，这有关系吗?这确实很重要，因为实际上，当你到达那里时，你很可能需要做一些事情。

凯特:举个例子，从你的火箭上下来到火星表面，如果你被绊倒了，你会有像这样折断骨头的风险吗?

马克:我们真的不知道，但这是一个可感知的风险。因此，有很多研究都在寻找对策，试图将骨密度和肌肉质量的变化降到最低。

凯特:你都看了些什么?人们可以采取什么样的方法呢?

马克:如果你看一下过去的太空实验室任务和80年代和90年代的一些东西，人们过去常常在太空中锻炼，他们的肩膀上挂着支架，拿着跑步机。这并不能真正阻止骨密度和肌肉质量的变化，因为，尽管你再次受到运动的影响，因为你没有血液被拉到你的腿上，你仍然会失去骨密度和肌肉质量。所以，现在有人提出的一些对策是，像下半身负压，你坐在一个房间里，从你的腿周围吸出空气，底部有一个跑步机，然后你有一个有效的人工重力在你身上，把血液拉到你的腿上，你有冲击压力。这似乎可以防止骨密度和肌肉质量的变化。问题是它需要一些能量和持续的振动，这将影响诸如晶体实验或其他可能正在进行的事情。然后是另一种方法，比如肢间阻力装置用一条腿作为对抗另一条腿的阻力装置。有一些东西，比如人力离心机，有效地将两辆自行车分开，通过相互对抗，你可以在旋转时产生引力。但这些都是相当大的事情。如果你在这样的任务中有一个很小的飞行器，就很难把它规划成那样。所以在这个领域还有很多工作要做。

凯特:那毒品呢?我记得我看过一项研究，是关于熊是如何冬眠的，因为它们在冬眠时肌肉量会减少，但之后又会好转。我们可以从药物或化学物质的生理调节中学到什么来帮助减少这些副作用?

马克:你说熊什么时候冬眠很有趣，但即使你只是长时间躺着，你也会失去骨密度和肌肉量。它也发生在人类身上。我们目前还不知道是否可以通过激素治疗或额外的钙和维生素D等来优化治疗效果。为了保持骨密度和肌肉质量，你必须使用它们。因此，尽管药物可能会带来一点好处，但它不太可能是唯一的解决方案。