IT之家 8 月 14 日消息，一项新研究表明，宇航员在太空微重力环境下经历的严重肌肉流失问题可能得到部分缓解。这项研究设计了一种新型药物，可以在一定程度上对抗微重力导致的肌肉流失，为长期太空任务和地球肌肉衰老问题的治疗带来希望。
研究人员指出，仅仅一周的太空飞行就会使宇航员的肌肉老化速度大大加快，甚至接近地球上老年人患有的一种名为“ sarcopenia（肌少症）”的疾病状态。在地球上，肌少症的发生需要几十年的时间，通常影响老年人。由于太空失重环境下肌肉不再像在地球上那样承受重力负荷，导致其功能减弱。即使宇航员在国际空间站遵循高强度的锻炼计划，包括骑固定自行车、跑步和举重， 他们仍然会损失 10% 到 20% 的肌肉质量，使他们面临严重健康问题的风险更高。
斯坦福大学副教授、该研究的共同作者 Ngan Huang 表示：“太空是一个非常独特的环境，它会加速衰老相关特质并损害许多健康过程。随着太空旅行变得更加普遍，平民有机会进入太空，因此理解微重力环境下肌肉的反应至关重要。”
据IT之家了解，这项实验利用了模拟真实肌肉结构的“肌肉芯片”。研究人员将这些芯片送上国际空间站，由宇航员进行为期一周的实验。与此同时，Ngan Huang 及其团队在地球上进行了对照实验，以便比较太空微重力环境和地球正常衰老过程对肌肉的影响。
研究表明，太空旅行会改变肌肉的代谢功能，削弱其再生能力。同时，与肌肉萎缩症相关的基因活动也随之出现，例如线粒体功能 (肌肉能量来源) 相关基因的表达下降，而脂肪生成相关基因的表达则上升。这些发现进一步证明了微重力环境会损害肌肉的修复和再生能力。
空间站的宇航员还向“肌肉芯片”注射了两种分别用于修复受损肌肉和治疗肌肉萎缩症的药物。研究表明， 药物治疗部分阻止了肌肉向脂肪的代谢转变，并减轻了微重力带来的负面影响 。进一步分析药物治疗后的肌肉基因活动也显示， 其与地球上正常衰老的肌肉更相似 。
这项研究成果发表于 7 月 25 日的《干细胞报告》杂志上，还可能为地球上的肌肉萎缩症治疗提供借鉴。
航天员返回地球后为什么要抬着走
宇航员承担着重任到了一个陌生的空间工作，那是一个跟地球截然不同的环境，地球外面的太空环境恶劣，人在太空中生活一段时间，身体会受到影响。
我国的空间站在距离地球约400公里的近地轨道上飞行，宇航员们所处的环境十分恶劣，从空间站传回来的图片画面看起来他们的生活似乎很浪漫，然而，所有人却不知道实际上危险重重。
空间站要频繁地接受冷热的交替，最高的温度达到200摄氏度，最低温度到了零下120摄氏度，在这样的环境中，宇航员们要在空间里站的生活，要完全各项科学技术实验，他们的身体更要接受空间站完全不同于地球的环境的挑战。
空间站里没有万有引力，那是一个微重力状态，宇航员的活动就像在空中漂浮一样，很难脚踏实地走路，平时的行动就如同在水中游动一般，不用费什么力气。
因此，他们的身体各项机能会逐渐改变。 在空间站呆的时间越久，身体的变化越大，宇航员历经几个月后再次返回地球，人体变得很不适应。
1、身体虚弱难以站立
在太空飞行的时间越长，宇航员的体质会变得越虚弱，因为工作的关系，宇航员不时要出空间站在太空中工作，要知道宇宙射线是宇航员生命的重要杀手。 就像很少见的太阳耀斑事件，可以在几分钟内产生致命的辐射量。
这些高水平的辐射对人体的淋巴细胞损伤很大，会导致宇航员免疫力下降，使他们的身体发生一些微妙的变化，比如出现白内障。
地球上的每一个小小的病毒都可以对他们造成致命的伤害。 再加上空间站的生活很不方便，每天绕着地球飞行16周的空间站，要经历16个昼夜，因此，宇航员的作息规律受到很大的影响，睡眠质量差。
这导致宇航员免疫功能出现紊乱的情况，刚刚从空间站回来的宇航员身体比较虚弱，穿上那一身重几十斤的宇航服，自然难以站立走路。
2、身体肌肉萎缩难以站立
太空的特点是真空、微重力和强辐射，虽然空间站里有完整的生命保障系统，不过因为微重力的始终存在，让宇航员的身体发生了微妙的变化。
最明显的变化是肌肉萎缩，我们人处在地球上，由于地球有引力，人体为了对抗重力，骨骼中的肌肉、后背和腿部的肌肉始终会保持拉伸的状态，长此以往，人体拥有了较多的肌肉组织。
然而，宇航员不一样，他们所处的环境几乎没有重力，这些肌肉组织长期处于放松的状态，根据不用则退的原则，大约5到11天后，宇航员身体内的肌肉就要减少20%。
在上面生活六个月，他们的肌肉减少更是明显，因此，我们经常可以看到空间站传回的图片里，宇航员在做各种身体锻炼，那里面配备了多种健身设备，这样就是为了防止宇航员的肌肉过度萎缩。
不过，这些健身设备很难对一些较小的稳定姿势的肌肉带来足够的刺激，也就是说，这种锻炼很难维持核心肌肉的强度，肌肉会根据宇航员的锻炼，在身体不同部位重新分配。
几个月后，当宇航员返回地球时，他们的腿部肌肉很难支撑他们直立，所以他们纵然想站起来，也是力不从心。
3、骨质疏松，骨骼缺乏支撑力
空间站的微重力既然能够影响肌肉组织的，也能影响骨骼的生长。 他们长时间在空间站生活，骨骼中的钙质会发生不同程度的流失。
骨骼的生长必须有外力的刺激，当肌肉收缩或者扩张时，骨骼受到挤压、扭转就会刺激软组织生长，这样来降低骨折的风险。
在太空中，由于肌肉萎缩，对骨骼的挤压变小，骨骼会被重新吸收，重新生长以达到动态平衡。 人在失重状态下，骨骼继续生长，身高会增加大约2.54厘米，不过这种长高是要付出代价的，长时间不承受压力骨质会逐渐流失。
空间站宇航员的相关研究数字表明，宇航员在太空中每个月会流失掉1.5%的骨组织。 这相当于地面上一位老年人一年的骨质流失量。
那些流失的矿物质有一部分被身体重新吸收，变成了血钙，因此，骨骼中的软组织容易钙化，骨骼物质被重新分配。 使宇航员腿部的骨骼变得骨质疏松，容易折断，因此，他们不能站立，要被人抬着，然后坐在椅子上。
4、血液重新分配容易晕厥
微重力是宇航员身体结构发生改变的重要原因，在地球上，由于重力的影响，人体的血液通过心脏跳动就能输送到大脑，流到四肢。
可是在微重力的空间站里，血液要流向大脑，是轻而易举的事，不需要再对抗重力，因此，刚刚进入空间上的航天员会出现头晕脑胀的情况，这是因为他们头部获得了太多的血液。
这种环境迫使人体中血液进行重新分配，随着在轨的时间越来越长，大脑也会慢慢适应微重力的环境，对人体发出相应的指令，身体中的血液减少，这样能减轻血液流向大脑的压力。
身体许多系统为了平衡这种状况，就会把体液重新分布到身体的上半部分，这是我们看到宇航员在太空中圆脸浮肿的原因。
所以有研究发现，宇航员在太空中生活半年，他们的血液会减少20%。 半年后，当宇航员从太空中返回地面，又来到了重力环境，这时就会出现低血压的情况。
另外，由于长时间在太空中，立位耐力下降，立位耐力就是血液回到重力状态，当宇航员来到地球，血液受到引力的影响，大部分都流到了下半身，这时，大脑会供血不足，有的人会感到恶心，眩晕。
宇航员返回地球之后，被抬着坐着，这是因为他们的血液、心血管系统需要逐渐适应重力环境，需要一段时间缓和才能恢复正常。 把他们抬着，就是不让他们晕倒。
5、平衡能力发生改变
在地球上，由于受到引力的影响，所有人都脚踏实地，所以我们大脑中的平衡感也适应了这种环境，自然而然产生一种向下的压力。
可是，在微重力的状态下，人常常是横着飘着走，身体的平衡能力也相应发生了改变，当回到地球上，人体的平衡能力一时间难以适应重力环境，会产生紊乱的错觉，站着可能容易摔倒，因此，还是继续保持横躺着状态。
这也是我们经常看到宇航员从太空返回后身体状况良好，但看起来非常疲惫和虚弱的原因。
正是因为太空环境太过恶劣，对宇航员的身体素质要求才那么高。 他们承受着常人难以忍受的痛苦，返回地球后，还要经过长达2到3年的适应性训练，才能够让身体恢复到正常状态。
太空失重情况该怎么处理？
“目前，宇航员在太阳系飞行遇到的最大的生理问题就是失重。 ”美国宇航局约翰逊航天中心的大卫·威廉斯这样说。 在地球上，人体为了适应重力的作用，肌肉与骨骼都起到了支撑身体的作用。 但在失重条件下，肌肉和骨骼就会认为不用再发挥地球上的支撑作用了。 因此，肌肉萎缩与骨质流失(主要是钙质的流失)变得不可避免。 当然，失重对人体的影响还不仅仅是这些，在失重条件下，人体的血液循环功能也受到影响，导致宇航员的脑部供血不足，常常感到头昏眼花；失重还会对人体的平衡系统造成影响。 在地球上，人们判别方位非常方便，但是在太空，这种“本体感受”功能变得非常迟钝。 目前，研究太空医学的科学家采取的措施只是让宇航员进行简单的身体训练和药物治疗。 在国际空间站上生活的宇航员，每天要抽出两个小时进行走路或跑步训练，以保持肌肉的力量。 科学家还发明了一种很简单的练习器材，把两根有弹性的绳子分别固定在太空舱的一侧，宇航员则把绳子另一端套在肩上，然后做蹲起运动锻炼骨骼。 科学家认为，这些方法对于短期的太空生活也许有用，但长时间的太空旅行就必须依靠人造重力。 为此，科学家设计了一种人工动力离心分离机。 宇航员在这个类似脚踏车的设备上进行360度的旋转，这种人造重力装置可以提供连续的“重力”。
宇航员从太空回来，为什么一定要坐轮椅？
人类长期生活在太空，会出现很多问题。 钙流失和肌肉退化就是期中之一。 在太空呆得越久，这类问题就越严重。
通常情况下，宇航员需要时间来适应失重状态。 除了上述问题，长期生活在太空还会出现真菌感染、皮肤松驰、太空失明，心理失衡等问题。 太阳风暴和太空辐射也是宇航员面临着的最严峻的考验之一。
所以说，飞上太空并不像人们想的那样惬意，太空辐射和太阳风暴很可能给人造成白血病或是癌症。
然而这些问题在一段时间之内无法解决。
漂浮在没有重力的太空舱内，观望美丽的地球，可能是很多人的梦想，不过身体的负面影响也随之而来。
由于在太空中，人们不需要承受过多的身体重量，微重力环境下的骨骼密度开始逐渐流失，如果人类过长时间停留在太空，将会导致非常严重的骨质疏松症，以至于再也无法适应地球大气层内的重力环境，有可能因此瘫痪。
有数据显示，在经过16到28周太空飞行后，宇航员的骨质会减少3.5%，主要的骨骼流失部位都是在骨盆和腿骨等承重骨上。
此外，微重力环境中，周身肌肉也失去了大部分的作用，因此开始萎缩退化，心脏的肌肉因此也受到了很大影响。
研究人员发现，有37位在国际空间站长期生活的宇航员出现了等力肌收缩减弱的现象，降低程度达到了8%-17%。 这个过程就算是在空间站中坚持体育锻炼也无法彻底阻止。
宇航员返回地面为何需要人抬？或是坐着轮椅接受采访，并不是因为他们有多伟大，而是心肺功能尚未适应地球的重力，更为关键的是他们的肌肉和骨骼短时间内很可能无法支撑起自身的重量。
目前，特别是几个航天大国，对于宇航员在太空所遇到的各种损害身体的太空病，一直在持续不断地研究。
比如我国于2016年4月6日1时38分发射的中国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”。 这是一颗可返回式的卫星，其上就搭载了50万个人体干细胞。 科学家们想搞明白，在微重力环境下，骨髓中的干细胞生成骨细胞的过程有什么异常。 搞清楚这个问题，有助于人类研发对骨细胞生成起作用的分子药物。
（“实践十号”卫星）
这次研究实验表明，微重力环境下，人类的骨质流失和骨质生成两方面都会出现问题。 也就是说，宇航员仅仅通过锻炼是无法根本解决骨质流失的。
最近又有报导称，美国对宇航员的一项研究表明，当宇航员在太空中锻炼身体时，体温会持续升温并保持在38摄氏度左右。 因为人们长时间处于“发烧”状态，会引发很多健康问题，而认知能力也会因此受到影响，但是目前并不知道为什么。
飞往太空，与很多人想象的并不太一样。 每次来去太空，对于宇航员们来说，都承担着巨大的生命风险，这也是迟迟未能把人送到火星上去的重要原因。
人类的科技，距离“太空时代”的来临还有很长的距离要走。
