宇航员回到地球就受不了了?解码太空中的“骨质流失”

长期以来,中国宇航员从未停止对探索星空和海洋的向往。近日,随着神舟十二号载人飞船成功发射,聂海胜、刘伯明、唐洪波三名航天员即将开始为期三个月的任务,将成为中国载人航天进入空间站在轨组装建造阶段后的首批太空来客。

太空探索反映了人类的普遍愿望。随着飞船的一次次发射,曾经异想天开的“太空漫游”、“太空旅行”、“月球度假”、“定居火星”似乎突然变得可以预测。但如果有一天,你真的想去太空旅行,会不会像你想的那么浪漫?

虽然太空旅行在技术上是可行的,但毕竟我们很久以前就把人类送上了月球,并向太阳系发射了许多探测器。但实际上,太空对人类来说是一个极其不友好的环境:没有空气,充满了以高能光子和高能原子核形式存在的致命粒子,甚至很多医生都认为把人类送上太空无异于自杀。

国家航天局(美国国家航空航天局)确定了34种已知的太空旅行风险,并将辐射、失重和需要手术或复杂医疗程序的情况定义为宇航员的三种潜在“终结者”。我就以失重为例,来揭示它对骨骼生长的影响。

一些科幻作家推测,失重将使骨骼再生:关节炎将被治愈,腰痛将成为过去,甚至衰老和退化也会减缓。然而,从各国太空探索的成果可以看出,这样美好的景象并不真实。

2065438年3月1日,俄罗斯宇航员米哈伊尔·科尔年科(Mikhail Kornenko)在距离地球240英里的轨道上的国际空间站度过一年后返回地球。他被担架抬出飞船,因为他的腿不能适应地球的重力,以至于他不能走路,甚至不能坐在椅子上。然后他花了一年时间做康复锻炼才康复。

我们的骨骼是一个非常活跃的器官,时刻处于骨形成和骨吸收的动态过程中。骨骼可以对人体内外的各种刺激做出反应,其中很重要的一个因素就是地球引力对骨骼的负荷,比如我们平时的负重运动、行走或者肌肉拉伸,这些都是对骨骼的机械负荷。

正是这些机械负荷,刺激着我们的骨骼越来越强壮;相反,在失重状态下,骨骼几乎不承受任何机械负荷,当感觉不需要时,就停止工作,于是逐渐出现骨质流失,长期下去就会导致废用性骨质疏松。同样,肌肉也会萎缩,失去弹性。

一些科学家认为,失重打破了骨形成和骨吸收之间的细胞和分子平衡,抑制了骨形成,使骨吸收更加活跃,导致骨质疏松症。所以,就算给航天员配备了相应的专门的肌肉锻炼器材,也不一定有什么帮助。据监测,在失重状态下,骨骼的密度平均每月会下降1%-2%,而地球上的老年人每年会下降1%。

我们确实不能太在意太空中的事情,但太空失重状态下的骨量丢失恰恰说明了一个道理:通过运动,我们可以对骨骼施加力学影响,有利于防止骨量丢失和骨质疏松。

通过对网球运动员的研究发现,有球拍的手臂骨密度明显高于无球拍的手臂;体操运动员负重部位的骨密度明显高于普通人。即使退休后运动量减少,他们的全身骨密度仍然明显高于普通人。可见,体育锻炼有利于获得更高的峰值骨量,也会相应提高骨质疏松的阈值。

所以对于青少年来说,可以多做短跑、跳高、舞蹈、柔道等力量训练,或者进行篮球、网球等负重运动。对于老年人来说,除了日常补钙,有氧运动可以有效维持骨矿物质含量,预防骨质疏松。同时,多进行肌肉力量训练,可以改善身体平衡,减少摔倒的几率。

截至目前,世界上已有38个国家向太空发射了500多名宇航员,其中22名宇航员因为各种未知的风险付出了宝贵的生命。所以对于普通人来说,不要只看到太空旅行的浪漫和自由,还有很多我们想象不到的危险。