全程導(dǎo)醫(yī)網(wǎng) 健康焦點(diǎn)：6月18日14時(shí)許，“神九”飛船與天宮一號(hào)順利完成交會(huì)對(duì)接。3個(gè)小時(shí)后，航天員景海鵬、劉旺、劉洋先后“飄”進(jìn)天宮一號(hào)。按照計(jì)劃，3名航天員將在太空飛行13天，這是中國(guó)載人航天迄今飛行時(shí)間最長(zhǎng)的一次。從短期逗留到長(zhǎng)期駐守，太空飛行對(duì)航天員的身體將帶來(lái)哪些影響，如何在特殊的太空環(huán)境中更好地保護(hù)航天員的健康，成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。
■人體生理機(jī)能面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)
從電視直播畫面中可以看到，3位宇航員的面部都出現(xiàn)了不同程度的浮腫。據(jù)相關(guān)專家介紹，這就是失重環(huán)境下體液頭向分布的表現(xiàn)，屬于人體對(duì)失重環(huán)境正常的代償性生理反應(yīng)。專家解釋說(shuō)，人體包括血液在內(nèi)的整個(gè)體液基本都分布在胸部以下，而進(jìn)入失重環(huán)境后，體液立刻向胸部、頭部方向涌，就表現(xiàn)為人體面部腫脹發(fā)紅。隨著在軌飛行時(shí)間的延長(zhǎng)，航天員對(duì)太空失重環(huán)境逐漸適應(yīng)后，這種癥狀會(huì)逐漸緩解。
“人體脫離地球重力環(huán)境后，首先反映出來(lái)的是前庭功能的改變，同時(shí)伴隨的是體液的頭向分布。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，心腦血管的相關(guān)機(jī)能也隨之改變，肌肉會(huì)逐漸萎縮，肌力下降，時(shí)間再長(zhǎng)，骨骼系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生變化，包括代謝的變化和骨骼結(jié)構(gòu)的改變，這些都會(huì)對(duì)人體的正常機(jī)能造成不利的影響。”中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李瑩輝說(shuō)。
據(jù)國(guó)外資料顯示，前庭功能紊亂會(huì)影響到40%的航天員，且多發(fā)生在早期，特別是前3天，經(jīng)常持續(xù)2天~4天，癥狀可以從輕微的胃部不適，發(fā)展到惡心、嘔吐。極個(gè)別情況下，還會(huì)讓航天員臉色蒼白、大汗，嚴(yán)重時(shí)將影響航天工作。
此外，暴露于失重環(huán)境后，心血管系統(tǒng)有效對(duì)抗重力負(fù)荷的功能也會(huì)明顯下降，癥狀包括心率加快、血壓異常、直立位負(fù)荷時(shí)的特發(fā)性暈厥等。上述這些，被稱為“心血管系統(tǒng)去適應(yīng)作用”，只有航天員恢復(fù)地球上恒定重力環(huán)境后，才成為一個(gè)醫(yī)學(xué)問(wèn)題，持續(xù)1個(gè)月左右時(shí)間。
失重環(huán)境還會(huì)對(duì)血液、體液和電解質(zhì)變化產(chǎn)生影響，而循環(huán)血量的減少，特別是血漿容量減少、紅細(xì)胞體積和紅細(xì)胞形態(tài)的變化，是航天適應(yīng)過(guò)程中發(fā)生眾多生理變化的原因所在。目前研究顯示，經(jīng)過(guò)2周以上長(zhǎng)期航天飛行，航天員會(huì)出現(xiàn)心率加快癥狀，恢復(fù)時(shí)間為3天~5天;心搏量和心輸出量下降，依據(jù)飛行前鍛煉強(qiáng)度恢復(fù)時(shí)間為5天~21天;血紅蛋白會(huì)明顯下降，恢復(fù)到飛行前水平需要1個(gè)月~2個(gè)月。
另外，在失重環(huán)境下，人體腓腸肌、頸背肌肉等抗重力肌會(huì)慢慢萎縮，肌力以及骨質(zhì)也會(huì)逐漸丟失。美國(guó)國(guó)家航空航天局的一項(xiàng)研究顯示，航天員在太空生活126天~312天后，其股骨頸和股骨干的彎曲和扭轉(zhuǎn)力量會(huì)分別降低8%和4.5%。
因此，如何抑制和減輕失重環(huán)境對(duì)航天員帶來(lái)的不利影響，是科研人員面臨的最大挑戰(zhàn)。
■全方位協(xié)同高效對(duì)抗失重
既往研究顯示，在對(duì)抗航天活動(dòng)失重影響的各種舉措中，下體負(fù)壓與有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉在對(duì)抗心血管系統(tǒng)去適應(yīng)方面具有顯著作用;有氧運(yùn)動(dòng)與阻力鍛煉是對(duì)抗骨丟失、抗重力骨骼肌萎縮與平衡系統(tǒng)機(jī)能改變的主要措施;藥物防治空間運(yùn)動(dòng)病效果明顯。
據(jù)了解，中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)失重防護(hù)開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)，包括地面60天頭低位臥床實(shí)驗(yàn)、女性30天頭低位臥床試驗(yàn)和人體相關(guān)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。在此次“神九”任務(wù)中，該實(shí)驗(yàn)室建立了協(xié)同高效的失重生理效應(yīng)綜合防護(hù)方案，即利用套帶、企鵝服、下體負(fù)壓筒、自行車功量計(jì)、拉力器5種工具，對(duì)心血管和骨骼肌進(jìn)行防護(hù)，從而最大限度降低機(jī)體心血管功能和運(yùn)動(dòng)能力的下降，延緩肌肉萎縮進(jìn)程，維持航天員在軌工作能力。
據(jù)介紹，套帶主要應(yīng)用在航天飛行初期，以減輕體液轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的急性適應(yīng)期癥狀。這些癥狀一般在飛行初24小時(shí)最明顯，之后逐漸減弱，持續(xù)至入軌后2天~3天。
另外，3名航天員進(jìn)入天宮一號(hào)以后，每天須至少穿特制“企鵝服”8個(gè)小時(shí)。“ ‘企鵝服’是通過(guò)人為束縛，給肌體增加壓力，對(duì)抗失重導(dǎo)致的肌肉萎縮。”李瑩輝介紹。
在太空遨游時(shí)，航天員還需要在返回前10天內(nèi)，使用下體負(fù)壓筒進(jìn)行5次鍛煉，通過(guò)刺激心血管的調(diào)節(jié)功能來(lái)對(duì)抗心血管功能失調(diào);每隔1天使用拉力器進(jìn)行1次上肢鍛煉，每次每個(gè)動(dòng)作鍛煉3組，且須避開(kāi)進(jìn)餐前后1小時(shí);而根據(jù)自行車功量計(jì)鍛煉方案，為確保鍛煉效果，采用個(gè)人最大心率的百分值(相對(duì)值)作為鍛煉強(qiáng)度指標(biāo)，每名航天員的鍛煉處方不盡相同。
■全程醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)嚴(yán)密觀測(cè)
多天飛行也對(duì)航天員的健康監(jiān)測(cè)與保障提出了更高要求。中國(guó)載人航天工程航天員系統(tǒng)總指揮、中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心主任陳善廣說(shuō)，這次任務(wù)的醫(yī)療監(jiān)護(hù)和保障方面，除原來(lái)常規(guī)的心電、呼吸、體溫、血壓4大指標(biāo)監(jiān)測(cè)外，增加了在軌無(wú)創(chuàng)心功能監(jiān)測(cè)以及生化指標(biāo)檢測(cè)，以觀測(cè)航天員的生理變化特征。中醫(yī)藥也將繼續(xù)參與到航天員的健康保障之中。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天員醫(yī)監(jiān)醫(yī)保研究室主任李勇枝在接受媒體采訪時(shí)說(shuō)，前幾次神舟飛船飛行試驗(yàn)，都證明了中藥制劑——太空養(yǎng)心丸有助于維持正常心率，降低血氧濃度，提高抗疲勞能力，促進(jìn)睡眠和立位耐力。這次任務(wù)與以往不同的是，航天員從任務(wù)前50天就開(kāi)始服用太空養(yǎng)心丸，在太空中，養(yǎng)心丸則基本納入餐包之中。她還透露，如果飛行期間航天員發(fā)生醫(yī)學(xué)問(wèn)題，處理的結(jié)果若導(dǎo)致航天員病情惡化甚至危及生命，醫(yī)學(xué)專家將及時(shí)提出終止飛行任務(wù)的建議。
記者還了解到，針對(duì)中長(zhǎng)期載人飛行人體代謝特點(diǎn)和醫(yī)學(xué)防護(hù)要求，航天員科研訓(xùn)練中心航天營(yíng)養(yǎng)與食品研究室還研制出具有緩解細(xì)胞氧化、提高人體免疫力的抗氧化功能食品，通過(guò)飲食手段提高航天員的適應(yīng)和防護(hù)能力。
■營(yíng)造健康生活“微環(huán)境”
此次“神九”任務(wù)飛行時(shí)間較長(zhǎng)，需要在飛行器內(nèi)創(chuàng)造適宜人類較長(zhǎng)時(shí)間生存的環(huán)境。
“神舟九號(hào)飛船發(fā)射前，科技人員已經(jīng)完成了對(duì)天宮一號(hào)載人環(huán)境的安全性評(píng)價(jià)、分析和確認(rèn)，確保了天宮一號(hào)的載人環(huán)境能夠保障航天員的安全、健康和工作能力。”中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心醫(yī)學(xué)要求與評(píng)價(jià)研究室主任吳大蔚介紹。
對(duì)人來(lái)講，空間環(huán)境是比失重更危險(xiǎn)、更不利的情況，其中最突出的問(wèn)題是溫度極限、缺乏大氣和氣壓不足。記者在采訪中了解到，“神九”航天員穿著的艙內(nèi)航天服至少能保證6個(gè)小時(shí)的氧氣供給，與此次載人飛行任務(wù)所需的壓力應(yīng)急時(shí)間相匹配。
“當(dāng)航天器座艙失壓，即整個(gè)座艙的環(huán)境不適應(yīng)人生存的時(shí)候，艙內(nèi)航天服可以提供一個(gè)最小的近體生存環(huán)境，就是身體周圍這個(gè)部分能夠維持生命。其核心是通過(guò)航天服和艙載供氧來(lái)提供航天員呼吸所需要的氧氣，維持必要的生存壓力。”載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師李潭秋說(shuō)。(感謝中華醫(yī)學(xué)會(huì)航空航天醫(yī)學(xué)分會(huì)為本報(bào)“神九”報(bào)道提供學(xué)術(shù)支持)
