2018年1月9日，在国际空间站执行任务的一名航天员自称在太空待了约三周后身高增加了9厘米，后称检测有误，重新检测结果显示，仅长高了2厘米。相关宇宙航空研究开发机构称，在失重的太空环境中，脊柱间的软骨会变长，身高会有一定的增长。尽管实际的检测结果没有之前报道的那么夸张，但也确实说明长期失重环境确实会对人体造成一定的影响。

　　那么具体都有哪些影响呢?我们联系到了中国航天员科研训练中心的几位专家，为大家详细科普。

　　1. 航天员在失重状态下长高的原因

　　人体的脊柱由脊椎骨和椎间盘组成，其中椎间盘高度约占脊柱高度的1/5。人在成年之后，脊椎骨的高度基本不会再发生变化，但椎间盘高度却会受到重力和年龄等因素的影响。人体正常椎间盘由类似于果冻状的物质构成，其生物化学成分主要有大分子的蛋白多糖、胶原、非胶原物质等。

　　人体白天处于直立位时，脊柱承担人体躯干以上的重量，长时间的重量负荷将椎间盘中的水分挤压进入椎骨，水分丢失使椎间盘变扁，椎间盘高度下降;到夜晚卧床休息时，椎间盘承受的重量负荷解除，其内的大分子蛋白多糖吸纳水分进入，致使椎间盘膨胀，高度增加，因此当早晨起床时，身高会有所增加。当人体进入老年阶段，椎间盘内的生物成分发生衰变减少，其吸纳水分的能力降低，导致椎间盘体积较年轻时缩小，椎间盘高度降低，因此人体较年轻时变矮。

　　当航天员进入太空时，长时间驻留在微重力环境中，人体脊柱承担的重量负荷消失，椎间盘受到的重力负荷几乎为零。椎间盘持续吸纳水分，致使其发生膨胀，由于向四周膨胀受到纤维环的限制，因此容易出现纵向膨胀，这样增加了椎间盘高度，进而增加了身体高度。

　　此外，受失重环境的影响，航天员脊柱的曲度会明显减小，也就是我们常说的“站得更直了”。综合来看，经历航天飞行后，航天员身高有所增加也是完全正常的。

　　太空失重环境除了会对脊柱带来影响，对肌肉骨骼系统和心血管系统也会带来一定的影响。

　　2. 对肌肉骨骼系统的影响

　　当航天员进入微重力环境时，作用于运动器官的重力负荷消失，人在维持姿势和进行运动时不需要对抗重力的作用，导致肌肉骨骼长时间处于缺少重力负荷刺激的“轻松”、“悠闲”状态。通过对比航天员飞行前后的肌肉骨骼结构、代谢和功能，我们发现这种过度“悠闲”对肌肉骨骼系统是不利的，将引起肌肉骨骼系统出现废用性变化，表现为肌肉萎缩、肌力下降、骨质丢失甚至骨质疏松。

　　航天中肌力下降的程度与飞行中的锻炼直接相关，增加运动时间和运动量可以有效减少肌力下降。航天飞行中骨质丢失主要发生在承重骨，包括下肢，骨盆，腰椎。研究显示，国际空间站6个月的航天飞行航天员返回后确实呈现骨密度下降，脊柱骨密度平均每月下降0.9%，髋关节每月1.4–1.5%，跟骨每月0.4%，但是没有出现临床标准上的骨质疏松症(WHO标准，T值小于-2.5提示骨质疏松)。相比之下，地面1G重力环境下，40岁以后骨质丢失一般在0.5%/年，可见失重对骨的影响还是很大的。骨质丢失导致骨的负重能力降低，增加骨折风险，同时尿钙排出增加导致结石风险加大。

　　尽管短期飞行后这些变化是可逆的，对航天员健康的影响不大，但是长期航天飞行中如不采取有效的防护措施，可能导致一系列的病理改变。

　　3. 对心血管系统的影响

　　研究表明，一进入失重环境人体首先是神经前庭系统反应，突出表现为空间运动病，3天左右最明显，1周后基本消失;体液和电解质的反应稍后;心血管系统的最大反应在3周左右;而红细胞质量的丧失在飞行1个月时达到最严重的程度;肌肉萎缩和骨质丢失则随着飞行时间的延长有逐渐增加的趋势。心血管系统在维持人体的正常生命活动中发挥着非常重要作用。在航天活动中，尤其是航天员进入微重力环境时，由于流体静压消失和运动减少，心血管系统受到的生理挑战很大。

　　航天器在发射过程中、入轨、舱外活动和再入时，因受到超重、体力负荷和情绪紧张的影响，航天员心率明显增加。在中期航天飞行中，航天员心率变化无一定规律：一些航天员飞行中静息心率高于飞行前，另一部分航天员在入轨后心率恢复到飞行前水平。长期飞行虽然个体差异较大，但总的趋势是增加的。

　　航天飞行使心脏处于低动力状态，出现每搏量降低、心肌虚损和自主神经调节紊乱。采用超声心动图法测量了航天员飞行前后安静和下体负压时的心功能，发现飞行后心搏量、左心室舒张末期和收缩末期容积下降，这些变化与心功能降低、心室充盈减少及飞行后血容量减少有关。

　　在航天飞行中，大部分航天员表现出窦性心律，但是在飞行早期和出舱活动中航天员较易出现心律失常，如早搏、室性期前收缩、结性二联律等。心血管系统对于微重力环境具有一定的适应性，短暂的心脏节律改变不会影响航天员的健康，被认为是一种功能性的变化。

　　在航天飞行中，尽管航天员处于微重力环境中，其血压没有出现明显变化，但是体内不同部位的血管内压却发生明显变化，表现为上身血管内血压增高、下身血管内压下降。经过航天飞行后，航天员的心血管调节功能出现失调，即超重耐力下降、立位耐力下降、运动耐力下降，表现为晕厥、运动能力降低、不能耐受训练等。这些变化经过有效的干预能使其到飞行前状态。

　　尽管太空失重环境会对航天员身体带了各种各样的影响，但这些影响基本上都属于生理层面的，是可逆的。载人航天飞行后恢复的经验表明，通过对航天员给予科学合理的恢复措施，即可消除长期失重环境对人体带来的影响，一般不会留有后遗症。

　　在飞行返回后，根据工作重点的不同分成4个正常阶段：

　　阶段0：着陆/出舱阶段，指从打开舱门到抵达恢复中心这一阶段。根据着陆点的不同，时间上可能是着陆当日，也可能还包括次日。该阶段需要对航天员立即予以处置，主要是对立位不耐受和前庭紊乱给予对症恢复措施，包括口服补液、限制头部运动、保暖等等。

　　阶段Ⅰ：隔离恢复阶段，大体为3周，工作目标是促进航天员对地面环境的再适应和体质恢复，消除航天飞行环境对心理状态的可能不利影响，工作项目包括隔离检疫、医学检查与评估、实施综合康复措施等，综合康复措施包括作息调整、营养保障、中医/中药调理、卧-坐-立位康复活动、步行活动、减重/水中运动、平衡功能锻炼、肌群功能锻炼、心理调适和体质恢复训练等等。隔离恢复阶段末期进行阶段健康评估，确认航天员身体状况可以转入疗养阶段。

　　阶段Ⅱ：医学恢复疗养阶段，大体为4周，此阶段工作的目标是促进航天员身心健康和机能储备的全面恢复，工作重点是社会心理恢复和体质训练。参照执行Ⅱ级传染病预防隔离制度，主要进行景观治疗、运动治疗、理疗保健和其他恢复措施。疗养期间原则上应对航天员实行相对宽松的作息制度，乘组医生根据实际情况具体掌握。航天员任务恢复疗养在疗养院实施，疗养结束后重点围绕运动心肺功能、肌肉功能与骨密度等，进行医学检查与评估，并进行心理评估。

　　阶段Ⅲ：医学恢复观察阶段，大体为4个月，进行定期的医学跟踪和动态的健康观察，给予必要的健康宣教、医学检查和恢复措施，主要是制定个体化的运动处方，继续指导航天员参加一定强度的体能锻炼，促进生理储备功能在持续恢复到飞行前水平，全面融入社会生活环境。该阶段末期，重点围绕疗养恢复阶段后尚未完全恢复的方面，结合临床医学检查，再次进行健康综合评估。最终以生理、心理全面恢复到飞行前正常水平为标准，以确认航天员身体状况可以转入正常训练。

　　在每一阶段恢复过程中，依据飞行任务的特点制定每一阶段的恢复计划，并依据航天员的医学检查数据，结合航天员的具体情况，拟定个体化的恢复方案。

　　总而言之，航天飞行对人体运动系统、心血管系统的影响较为明显。在航天员执行航天飞行任务时，飞行前需要进行针对性训练、飞行中给予必要的防护措施、飞行返回后实施个性化的恢复，这样才能保障航天员顺利执行任务，维护身体健康。

(中国航天员科研训练中心：冯金升、张成普、徐冲、许东、吴斌)

推荐文章：