宇航员在太空中每秒会损失 300 万个红细胞

宇航员在太空中每秒会损失 300 万个红细胞

科学家们早就知道,太空生活会对宇航员的身体造成伤害。随着人类继续计划在地球以外进行更长时间和更远的太空任务,了解太空如何影响健康对于安全和成功的旅程至关重要。

自早期载人航天任务以来,宇航员从太空返回后就患有贫血症,这是一种身体缺乏足够的红细胞将氧气输送到身体组织的疾病。贫血只是宇航员观察到的健康问题之一。健康专家们对这种情况的发生感到困惑,但《自然》杂志一项由加拿大航天局 (CSA) 资助的新研究揭示了导致这种潜在有害疾病的机制。

健康成人体内有超过 35 万亿个红细胞,每秒至少有 200 万个红细胞生成和溶血(或破坏)。但在太空中,每秒约有 300 万个红细胞被破坏,导致宇航员失去的血细胞比在地球上多 54%。

渥太华医院康复医师、研究员、渥太华大学教授、该研究的主要作者盖伊·特鲁德尔 (Guy Trudel) 表示,宇航员返回地球后,会受到像刚从伤病中恢复过来的人一样的待遇。“我们想知道他们恢复的速度有多快,恢复得有多彻底。”

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之前人们认为这种贫血只是暂时的,宇航员在太空中的前 10 天内,体液会发生调整,导致红细胞数量下降 10% 到 12%。

但特鲁德尔的研究表明,这个过程不会在太空中停止,贫血实际上会持续接下来的六个月。

Trudel 和他的团队首先证明了太空贫血症的成因,但他们创造了与之前研究不同的方法,之前的研究分析了血液样本和放射性注射剂。相反,他的团队同时分析了呼吸和血液样本。“仅仅抽血不足以了解破坏情况,这就是为什么这些知识被隐藏了这么久,”他说。

2015 年至 2020 年期间,研究人员在 14 名宇航员(11 名男性和 3 名女性)离开地球前、在国际空间站 (ISS) 停留期间以及返回时采集了样本。特鲁德尔的团队测量了宇航员血液降解时呼吸中残留的一氧化碳分子浓度——如果浓度高,则表明体内红细胞破坏增加。他们发现,这种破坏或溶血是微重力的“主要影响”,这表明贫血是由宇航员的环境引起的。

尽管这些样本是从执行六个月任务的宇航员身上采集的,但研究人员推断,更长时间的太空任务可能会导致更严重的贫血。

飞行工程师 Anne McClain 在国际空间站的穹顶内为 MARROW 手持生物医学设备。图片来源:NASA

据世界卫生组织称,近 25% 的人口已经患有某种形式的贫血症。这一最新发现可用于对执行长期载人任务的宇航员以及有兴趣报名参加太空旅游的个人实施更严格的健康要求。

他们的发现是 MARROW 项目首次得出的发现之一。MARROW 是一项由 CSA 领导的研究,旨在研究微重力对骨髓的影响。骨髓是一种含有干细胞的组织,有助于红细胞的生成。

贝勒医学院太空健康转化研究所所长多丽特·多诺维尔表示,研究太空疾病可能具有挑战性,但却是研究我们自身生理学的一种有趣方式。

由于地球上对人类健康的研究往往侧重于疾病,而不是基本状况,太空已成为医学研究的主要场所。“因此,宇航员是健康的正常人,他们被置于极端环境中,身体状况会发生变化,”多诺维尔说,他没有参与这项研究。

多诺维尔表示,最近的贫血研究之所以如此有趣,原因之一是它可以帮助太空专家了解什么是“个人的健康和正常”,特别是当人类继续冒险前往月球和火星等环境恶劣的地方时。

然而,多诺维尔对这项研究的一个方面持怀疑态度:根据特鲁德尔的研究,离开国际空间站后,宇航员们甚至在整整一年后仍会继续出现贫血症,这意味着他们的红细胞数量从未恢复到飞行前的水平。“如果他们对这些人进行不止一次基线测量,我会更加相信,”她说。

多诺维尔表示,在完全得出结论认为太空会对血液产生长期影响之前,还需要进行更多研究来验证这一发现。但除了进行更多测试之外,许多专家还期待着开发出有助于未来宇航员整体健康并预防或治疗血液相关疾病的对策。

但在此之前,多诺维尔表示,她希望看到国际空间站安装一个能够进行更深入分析的实验室。

“我们已经在那里呆了 20 年,甚至有国家实验室,所有样本都必须带回地球,”她说。“如果我们有能力在轨道上研究全血细胞计数,而且这很容易做到,我们可能早就有这个发现。”

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