人类希望在不久的将来殖民火星，NASA旨在到2040年到达红色星球。但是，长途空间任务将需要什么才能到达那里人体？
我们的物种进化为在地球上，在其保护性的气氛和引力吸引力中蓬勃发展，而不是在我们星球以外的独特宇宙环境中生存。一些科学家甚至建议参观其他行星可能需要人类调整其DNA为了提高我们抵御太空飞行的危险。
太空探索的许多方面对人类健康有害。长期太空飞行的最大障碍之一是微重力，这是近乎完整的失重状态，宇航员可以轻松地将重物推到空中。另一个问题是宇宙辐射，或高能颗粒，它们几乎以光速放大空间。更不用说可能源于长期隔离和航天器的紧密范围的许多风险。
在这里，我们列出了身体在空间变化的10种方式 - 通常情况下。
有关的：您如何体验失重？
1。肌肉损失
体重运动对于生长和维持肌肉至关重要。在失重的环境中，肌肉变得太少，开始迅速削弱和恶化。根据NASA。
太空中的肌肉损失主要发生在负责步行和姿势支撑的身体部位，例如下肢和躯干。研究表明，这种现象是肌肉细胞产生较少蛋白质的直接结果，而不是现有肌肉纤维的降解。NPJ微重力。
2。骨质流失
人类骨骼还依靠承重运动来保持其质量和密度。宇航员可能会遭受数十年的骨质流失在太空花费了六个月或更长时间之后，这使它们更容易骨折和骨质疏松症。
有趣的是，微重力对特定骨骼的影响可能取决于它们在体内的位置。根据《杂志》上发表的2020年荟萃分析，下肢和腰椎的骨头可能会损失每个人每月花费的质量的1％，而颅骨的密度实际上可以增加。NPJ微重力。荟萃分析作者指出，在太空中，没有力将身体及其内部流体向下拉向地球，这反过来可能会影响控制骨组织形成的因子的分布。
随着骨骼组织在太空中迅速降解，它可以将大量的矿物释放到血液中，从而提高高钙血症的风险（钙的过度水平），这又会引起肾结石。宇航员。
3。视觉问题
毫无疑问，眼睛是人体中一些最精致，最复杂的器官，因此进入太空会对我们的眼睛和视力产生破坏性影响也就不足为奇了。例如，神经从眼后延伸可能会改变微重力然后弯曲回到地球重力后。
视觉还受到包括地球重力在内的几个因素的影响。根据《期刊》上发表的2009年评论纽约科学学院的年鉴。根据2006年发表在《杂志》上人类生理学。研究人员检查了参加长途任务的宇航员国际空间站，飞行前后。研究作者写道，他们发现，微重力的长时间导致眼旋的准确性和速度发生了重大变化，进而会损害宇航员视觉跟踪对象的能力。
长时间接触微重力也可能导致称为退化状态太空飞行相关的神经眼综合征（sans），其症状包括眼球的扁平，眼睛最内层的白色病变称为“棉花斑点”，以及对眼睛各个部位的其他组织损害。
4。背痛
宇航员经常抱怨背痛从长途太空航班回家后。驱动这种疼痛的罪魁祸首是微重力及其对人脊柱的深刻作用。
地球的重力使脊柱压缩并保持其典型的略微弯曲的形状。在微重力中，脊柱伸长并有些伸直。实际上，宇航员可以在失重的环境中“长达三英寸（7.6厘米）”。NASA。
人的脊柱灵活，因此短空间任务不太可能造成持久的损害。然而，微重力的长时间固定可能会削弱支持其椎骨的肌肉。此外，根据《杂志》上发表的2023年评论，失重可能导致其椎间盘的变性，椎骨盘的消除垫子在椎骨之间。生理学领域。
空间中的椎间盘变性似乎是由水分流失引起的。在正常的重力条件下，脊柱被压缩，这会导致椎间盘全天排出水。在睡眠期间，处于水平位置，重力负荷会损失，椎间盘可以补充水分。此营业额允许光盘保持最佳水平水平，从而保持其结构和功能。评论作者写道，在微重力方面，这种每日波动丢失了。
5。免疫力降低
太空旅行中涉及的宇宙辐射，微重力以及整体身体和精神压力会削弱宇航员的免疫系统，从而使它们更容易受到感染和全身性疾病的影响。
长时间接触微重力可以减少巨噬细胞的数量和功能，巨噬细胞杀死有害微生物并调节其他免疫系统细胞的作用。NPJ微重力。评论作者写道，失重对巨噬细胞的代谢，生长和繁殖以及巨噬细胞与人体免疫系统之间的交流方式产生了深远的影响。
此外，一项2023年的研究免疫学领域表明白细胞的基因活性 - 巡逻体内并产生抗体的免疫细胞 - 越过国际空间站的宇航员。大约一个月回到地球后，细胞的基因活性恢复正常。
此外，越来越多的证据表明，失重环境可能会导致各种微生物引起更严重的疾病并对治疗具有抵抗力，尽管这主要在实验室研究中显示。生活。
6。血块的风险增加
就像其他任何肌肉一样，心脏依靠地球的连续拔河来保持强壮和功能。重力将体内的血液拉到地球的中心，迫使心脏足够强烈地收缩以将血液向上推动到体内。微重力占据了这种力，可能导致宇航员的心变得越来越小随着时间的推移。
但是，缩小的心脏并不是长途空间任务对人类心血管系统的唯一潜在影响：证据正在越来越多微重力也可能增加危险血液凝块的风险。
研究表明，这种风险可能会出现，因为微重力与整个身体的血液流量减少以及血液凝血因子的存在增加有关。此外，根据《杂志》上发表的一项2021年的审查，在理论上，失重的环境可能会导致衬里血管的功能障碍，从理论上讲，这会导致太空飞行期间血液凝块的风险。实验生理。
7。炎症水平增加
长途空间任务可能会提高总体水平炎在身体中，根据NASA双胞胎研究，这种升高的炎症已与心脏病和诸如心脏病和胰岛素抵抗。宇航员斯科特和马克·凯利是相同的双胞胎兄弟。有一次，斯科特（Scott）被派去执行为期一年的太空任务，而马克（Mark）仍在地球上，科学家抓住了这个独特的机会，以比较他们的身体如何对截然不同的环境做出反应。
在许多其他测试中，研究人员比较了兄弟俩的细胞因子水平，血液中表明炎症反应的蛋白质。他们发现，斯科特的身体比马克在地球上更容易发炎。此外，斯科特血液中的一种细胞因子在从太空返回家园后仍升高了近六个月。该小组还看到了斯科特（Scott）的动脉粥样硬化迹象（由于牙菌斑的积累而变窄），该迹象没有出现在马克中，并指出这种狭窄可能与观察到的炎症有关。
8。DNA损伤
根据《杂志》上发表的2017年评论NPJ微重力。宇宙射线的带电颗粒会通过产生自由基（一种不稳定的分子）直接或间接损害DNA链。回顾作者写道，微重力会破坏自然的DNA修复过程，进一步增加遗传突变的风险。
空间飞行上的独特条件，例如频繁与有毒化学物质接触（例如，覆盖天体物体表面或航天器的某些成分的灰尘颗粒）以及缺乏新鲜空气也可能增加这种有害效果。因此，长途空间任务可能导致遗传突变的积累，增加患癌症的风险，囊性纤维化，，，，镰状细胞贫血评论作者指出，其他不利的健康影响。
9。肠道健康不良
人类胃肠道是可以影响人们的消化功能，免疫反应，代谢和神经信号传导等的微生物的家园。这肠道微生物组根据杂志上发表的2021年评论生活。
与地球上的人相比粪便菌和Parasutterella，根据评论。斯科特NASA双胞胎研究还显示了太空飞行期间他的肠道微生物组发生了深刻的变化，但他的肠道恢复了地球的正常状态。
此外，《杂志》上发表的一项2023年的小鼠研究细胞报告已经证明，太空飞行诱导的肠道微生物组的变化可能会加快微重力骨质流失率。但是，需要进行更多的研究来了解这种机制在人类中的工作方式以及是否起作用。
10。大脑结构和活动的变化
长途太空任务可能宇航员的大脑“重新连接”。这种效果背后的驱动力可能是微重力。
失重会导致脑脊液 - 一种水状物质，可缓解并为大脑和脊髓提供营养 - 转移。反过来，这会改变大脑白色和灰色物质的形状和重量。大脑结构和活动的变化可能仍然存在几个月后，宇航员落在地球上。同时，科学家不确定这些改变对人类健康有多有害。
此外，根据《杂志》上发表的一项2023年的研究，长途空间任务可以改变大脑的不同部分相互交流的方式通信生物学。
研究人员在返回家园后不久，然后在八个月后再次从太空飞行前的13名宇航员那里收集了脑部扫描，他们发现这些连通性的变化可能在宇航员返回地球后很长时间持续存在。在大脑的运动区域中可以看到一些连接性的变化，这些连通性的变化可以控制运动，并可能改变以适应失重的挑战。
编者注：这个故事最后一次更新于2023年6月22日。该文章最初于2023年5月23日发表。
