在微重力下漂浮似乎对人体的承重骨骼来说是一种幸福的缓解,但当宇航员在太空中呆上几个月时,他们的骨密度会受到严重打击,以至于他们的骨骼密度会受到严重影响。。
对国际空间站上的老鼠进行的一项研究为美国宇航局的科学家提供了更好的线索来解释为什么会出现这种情况重大且尚未解决的存在健康风险。
事实证明,骨质流失可能与太空辐射、缺乏阳光或类似的全身因素无关。老鼠在轨道上呆了 37 天后,它们骨骼的某些部分比其他部分表现出更多的损伤。
与没有被送出地球的“地面控制”小鼠相比,太空小鼠的后肢股骨布满了大洞,尤其是在连接髋关节和膝关节的末端。相比之下,小鼠脊柱的腰部部分仍然非常完整。
“我们研究的一个具体重点是股骨,因为它在小鼠中起着主要的承重作用,”解释来自美国宇航局和蓝色大理石太空科学研究所的研究人员。
在两足人类中,腰椎主要承受上半身的重量,但在四足啮齿动物中,水平结构并不能起到同样的承重作用。
这表明,在地球上承重的哺乳动物骨骼是受轨道微重力影响最大的骨骼。
也许就像'' 神经科学中的概念。如果承重骨骼没有像平常一样得到“锻炼”,它们可能会开始恶化。
当地球上的小鼠被关在限制运动的笼子里时,它们的承重骨骼密度会下降,但程度比微重力小鼠要小。
为了解释火箭发射的压力,地面控制小鼠也接受了飞行模拟。
“如果近地轨道的空间辐射或其他系统因素是太空飞行期间骨质流失的主要影响因素,我们预计骨骼系统会发生系统性变化,”解释研究人员。
例如,如果损失是由电离辐射引起的,研究人员预计会看到致密的外部骨骼部分在一定程度上屏蔽了内部骨髓腔。但事实似乎并非如此。这种恶化发生在老鼠身上。
例如,股骨颈具有大量的骨骼外层,但当暴露在微重力下 37 天时,其内部的海绵状骨髓会显着减少。
在近地轨道停留这么长时间后,由生物工程师鲁克马尼·卡希尔领导的这项研究的作者表示,国际空间站上的老鼠每天只受到少量辐射。
在模拟研究研究显示辐射会引发骨质流失,但剂量要高得多,相当于在国际空间站生活约 13 年。
然而,在低轨道上不到半年的时间里,宇航员就可以体验到骨质流失,他们可能永远无法完全恢复。平均每个月,人类太空旅行者骨密度的 1% 或更多,大约地球上的骨质疏松症。这种下降大大增加了股骨等长骨骨折的风险。
与人类宇航员不同,当前研究中测试的小鼠都很年轻,并且处于骨骼成熟的后期阶段。在微重力下,他们的股骨本应继续生长一段时间,却显示出过早骨化的迹象,比正常情况更早地将软骨转变为骨头。这可能会限制骨骼生长,阻碍发育。
这些警示性结果来自 NASA最长持续时间的太空飞行啮齿动物研究迄今为止。
该航天局表示,这是众多实验中的第一个,旨在探索如何在太空旅行期间保护宇航员的健康。
如果他们关于骨密度的假设是正确的,那就表明饮食等策略可能无法改善宇航员的骨骼健康。带安全带的跑步机将用户固定在地面上的设备或模仿太空举重的设备可能会更有效。
该研究发表于公共科学图书馆一号。









