在微重力下漂浮似乎對人體的承重骨骼來說是一種幸福的緩解,但當宇航員在太空中呆上幾個月時,他們的骨密度會受到嚴重打擊,以至於他們的骨骼密度會受到嚴重影響。。
對國際空間站上的老鼠進行的一項研究為美國宇航局的科學家提供了更好的線索來解釋為什麼會出現這種情況重大且尚未解決的存在健康風險。
事實證明,骨質流失可能與太空輻射、缺乏陽光或類似的全身因素無關。老鼠在軌道上呆了 37 天后,它們骨骼的某些部分比其他部分錶現出更多的損傷。
與沒有被送出地球的“地面控制”小鼠相比,太空小鼠的後肢股骨佈滿了大洞,尤其是在連接髖關節和膝關節的末端。相比之下,小鼠脊柱的腰部部分仍然非常完整。
“我們研究的一個具體重點是股骨,因為它在小鼠中起著主要的承重作用,”解釋來自美國宇航局和藍色大理石太空科學研究所的研究人員。
在兩足人類中,腰椎主要承受上半身的重量,但在四足囓齒動物中,水平結構並不能起到同樣的承重作用。
這表明,在地球上承重的哺乳動物骨骼是受軌道微重力影響最大的骨骼。
也許就像'' 神經科學中的概念。如果承重骨骼沒有像平常一樣得到“鍛煉”,它們可能會開始惡化。
當地球上的小鼠被關在限制運動的籠子裡時,它們的承重骨骼密度會下降,但程度比微重力小鼠要小。
為了解釋火箭發射的壓力,地面控制小鼠也接受了飛行模擬。
“如果近地軌道的空間輻射或其他系統因素是太空飛行期間骨質流失的主要影響因素,我們預計骨骼系統會發生系統性變化,”解釋研究人員。
例如,如果損失是由電離輻射引起的,研究人員預計會看到緻密的外部骨骼部分在一定程度上屏蔽了內部骨髓腔。但事實似乎並非如此。這種惡化發生在老鼠身上。
例如,股骨頸具有大量的骨骼外層,但當暴露在微重力下 37 天時,其內部的海綿狀骨髓會顯著減少。
在近地軌道停留這麼長時間後,由生物工程師魯克馬尼·卡希爾領導的這項研究的作者表示,國際空間站上的老鼠每天只受到少量輻射。
在模擬研究研究顯示輻射會引發骨質流失,但劑量要高得多,相當於在國際空間站生活約 13 年。
然而,在低軌道上不到半年的時間裡,宇航員就可以體驗到骨質流失,他們可能永遠無法完全恢復。平均每個月,人類太空旅行者骨密度的 1% 或更多,大約地球上的骨質疏鬆症。這種下降大大增加了股骨等長骨骨折的風險。
與人類宇航員不同,當前研究中測試的小鼠都很年輕,並且處於骨骼成熟的後期階段。在微重力下,他們的股骨本應繼續生長一段時間,卻顯示出過早骨化的跡象,比正常情況更早地將軟骨轉變為骨骼。這可能會限制骨骼生長,阻礙發育。
這些警示性結果來自 NASA最長持續時間的太空飛行囓齒動物研究迄今為止。
該航天局表示,這是眾多實驗中的第一個,旨在探索如何在太空旅行期間保護宇航員的健康。
如果他們關於骨密度的假設是正確的,那就表明飲食等策略可能無法改善宇航員的骨骼健康。帶安全帶的跑步機將用戶固定在地面上的設備或模仿太空舉重的設備可能會更有效。
該研究發表於公共科學圖書館一號。









