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太空旅行的健康风险是什么?一起来看看科学家们公布的研究结果吧
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2022.11.21 广东

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太空是一个充满敌意的地方。我们可能已经开发出了将宇航员送入轨道并使他们安全返回家园的技术,但是科学家们仍在弄清楚太空旅行如何影响人类健康,尤其是从长远来看。

在进行任何计划的前往火星的任务之前,这是至关重要的,以确保这些重要飞行中宇航员的健康和安全。

我们已经从宇航员研究(众所周知的NASA的同卵双胞胎史考特和马克·凯利)中知道,延长的时空会影响大脑的血液流动,改变肠道微生物组,增加炎症并导致视力模糊,骨骼变脆,和肌肉消瘦。模仿太空飞行的小鼠研究还表明,进入太空会使免疫系统老化并损害大脑。

现在,在研究人员的集体努力下,科学家发表了近三十篇论文,探讨了与太空旅行有关的健康风险。

收集的数据是有史以来最多的空间生物学数据集,并且对从飞行中的果蝇、蠕虫、小鼠,当然还有宇航员进行的观测进行了大量分析。其中一些结果重申了我们对与太空相关的健康问题的了解,而其他研究则提供了新的见解,澄清了以前的结果,或者找到了改善未来实验的方法。

“尽管在过去十年中在了解[太空旅行]的健康风险方面取得了重大进展,但仍需要进行更多的研究,以使更安全的人类太空探索能够超越[低地球轨道],包括月球、火星和深空任务,”研究人员在该系列的首要综述文件中写道。

太空旅行的健康风险始于宇航员在升空时感受到的重力,并继续暴露于太空中时暴露于危险的空间辐射和微重力中。

例如,在前往火星的危险旅程中,宇航员将远远超出地球的保护磁层,并在很长一段时间内暴露于宇宙辐射,这将使他们冒险前往我们最近的行星邻居并返回。

对于在国际空间站(ISS)上低重力徘徊的宇航员来说,目前最长的停留时间是437天。显然,要真正理解长途太空飞行可能带来的健康风险,我们还有很长的路要走,而科学家只需使用我们获得的数据即可。

该馆藏中发表的许多研究都汇集或重新分析了以前通过开放存取数据门户(例如NASA的GeneLab平台)提供给研究人员的实验数据。

像这样组合数据是一种加强结果分析的方法(研究人员通常希望查看在一个数据集中发现的内容在另一个数据集中是否成立),并使从昂贵的太空飞行中收集的数据最大化。

研究人员写道:“对多个模型和人类研究进行的集体分析可以使人们对空间环境的生理和人类健康相关影响有更全面的了解。”

例如,一项研究分析了来自近60名宇航员和数百个GeneLab样本的数据,以寻找一种通用机制,将在不同基因、细胞、组织、身体系统、器官和肌肉中观察到的广泛的健康变化联系在一起。

整个研究表明,线粒体的功能发生了“系统性变化”,线粒体是细胞内的能量包,将氧气和营养物质转化为能量。

NASA艾姆斯研究中心的生物信息学家阿夫申·贝赫什蒂(AfshinBeheshti)说:“我们一遍又一遍地发现,线粒体规律正在发生某些事情,这一切都一发不可收拾。”

这组作者写道,这也许可以解释在宇航员的免疫系统和昼夜节律中观察到的破坏。

另一项研究将来自凯利双胞胎的数据与11名无关的宇航员进行了比较,这些宇航员在国际空间站上花费了大约六个月的时间,专门研究了他们的端粒。这些是我们染色体末端的保护帽,通常随着年龄的增长而逐渐消失。

出乎意料的是,研究人员发现,某些宇航员的端粒在太空飞行过程中变长,但返回后的群体端粒通常比飞行前短。

科罗拉多州州立大学端粒生物学专家苏珊·贝利(SusanBailey)表示:“展望未来,我们的目标是更好地了解潜在的机制,人体长时间太空飞行中发生的事情以及人与人之间的变化情况。”“并不是每个人的反应都一样。”

一项研究还从NASA的双胞胎研究数据中重新分析了一些有趣的发现。这表明,凯利回到地球(在国际空间站(ISS)上340天后)血液中观察到的炎症分子峰值可能是肌肉再生的标志,而非免疫反应。

这些研究显然受到我们能够将少量宇航员和动物送入太空所限制的————蠕虫和果蝇被送进了国际空间站。使用这些生物是扩大太空飞行实验的一种简单方法,因此它们也出现在论文中。

一项对国际空间站上蠕虫的研究发现,大约有1,000个基因发生了细微的变化,特别是与神经细胞功能相关的基因,而对果蝇的研究表明,长时间停留在微重力中会降低其跳动心脏的力量。

总而言之,这些论文集(来自NASA和其他政府机构,大学以及航空航天工业集团的200多名研究人员的工作)为我们对太空中的健康风险的理解做出了坚实的贡献。

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