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宇航员骨质疏松

发布时间:2021-02-19 10:30:54

1、为何宇航员 脱钙

在太空中,失重还有航天员的体力活动量、激素水平、营养和维生素的补充等因素都会引发脱钙。
      目前为止,失重引起骨质丧失的机制尚不是十分清楚。现有的研究解释起来也相当复杂,简单说一下。骨内可以发生震荡电位,其大小同引起变形的作用力相对应。储存正电位处可以引起骨组织消散。失重时,作用于骨骼的外力大为减少,骨组织电活动性下降,可能发生部分骨组织因养分供应不足而死亡。在电信号减少或完全消失部位,引起破骨细胞的聚集和骨组织的破坏,导致骨结构的变化和改的丢失,骨密度随之降低。
      在太空中不方便进行体育锻炼,锻炼效果差,不利于刺激骨骼保持状态,容易流失钙质;在太空中各种与地面不同的情况都会改变激素水平,影响骨骼生理活动,引发脱钙;太空食品总归不及地面上的好,营养摄入食品降低也会引发脱钙。

 

航天中骨质流失可能会引起的危害:
1.骨质疏松,易引起骨折
2.由于脱钙,肌肉功能下降
3.血和尿中钙的成分如果过高可能引起肾结石或尿结石,特别是长时间航天。
4.由于体内电解质成分改变,影响内环境的平衡,神经传导受到影响,凝血发生障碍等。
      但到目前为止,在实际情况下尚未发生上述事件,因为现在的航天时间不算太长。但未来,人类若飞行到其他行星,飞行时间过长,就有可能发生上述问题。

 

预防措施:
1. 航天时加强体育锻炼。体育锻炼的目的是增加骨骼和肌肉的负荷。
2.改善饮食结构。补充维生素D、补钙、同时补磷。
3.电刺激法。在外部加电流,使骨骼内部产生内源性电流,刺激骨生长。
4.人工重力。比如在航天器内加一小型旋转装置,产生惯性离心力,形成人工重力环境。当前的人工重力技术尚未达到实际应用的水平。

2、为什么宇航员从太空回来都要坐轮椅?

2013年月26日,中国的神舟十号飞船由长征运载火箭送入太空,三位宇航员聂海胜、张晓光和王亚平经历15天,顺利完成任务返回地球。当时央视直播拍到了这样一个画面,三位宇航员没有自主出舱,而是被工作人员搀扶然后坐到了轮椅上,相信不少人都对这个画面有疑惑,难道宇航员受伤无法行走了吗?其实宇航员没有受伤,而是已经适应了太空的生活,他们回到地面需要克服许多困难,适应地球的生活这远比我们想象的要困难得多,宇航员坐轮椅是由许多原因造成的。

首先太空中的宇航员处于失重环境中,没有重力作为参考,内耳的前庭感受器不再和周围的神经元接触而向中枢神经传输电信号,这样就造成了失去方向辨别的能力,并且产生神经系统紊乱,人会感觉眩晕呕吐。当然宇航员早就在模拟舱内经历了千锤百炼,平衡感远超常人,肯定不会在失重的环境下眩晕呕吐,但这只是克服了生理上的异常,大脑依旧是处于长期失重的状态下。

返回舱内的宇航员降落到75千米的高度才会逐渐感受到地球的重力,而这只有15分钟的适应时间,宇航员在太空待了33天时间,不可能在15分钟内完全恢复状态的,出舱回到地面会感觉自己脚底非常轻,可能一不小心就会摔倒,就像刚做完过山车一样,可能不会呕吐,但你一定会感觉自己轻飘飘的一碰就倒,对于航天英雄来说,回到地面后必须搀扶坐上轮椅。

其次,宇航员在太空会发生肌肉萎缩,回到地球后难以在短时间内支撑起自己的身体和20斤重的舱内宇航服。正常人起床、走路、站立等一系列日常动作,全身的肌肉在重力的作用下都会参与进来,肌肉起到支撑的作用。而在太空失重环境下肌肉只有锻炼才可以维持,宇航员是不会有大量时间锻炼的,所以宇航员上天待一段时间后,都会有肌肉萎缩的现象。经科学家测算在太空待180天,肌肉就会减少40%(呈正相关关系),太空滞留时间最长的纪录保持者是俄罗斯的瓦莱里·波利亚科夫,他在太空待了438天,他双脚的角质死皮已经完全脱落,比刚出生的婴儿还要嫩滑。

再者,失重状态下宇航员的骨质会大量流失引起骨质疏松,人体骨骼无机械应力的刺激,导致无用废弃,流失的骨质会通过肾脏排出体外,人体容易骨折。这也是宇航员出舱要坐轮椅的一大原因。美国宇航局研究发现,宇航员在太空的骨质流失率是平均每个月2.7%,太空待半年相当于60岁人体的骨密度。

最后一点原因就是:太空失重的环境会将宇航员的体液重新配置。地球的重力会将人体体液更多的聚集到下半身,这在几万年的人类进化过程中已经根深蒂固了,人体的大脑和各个组织器官也适应了这种环境。而太空失重的环境下,人体体液在上下半身的分配会相对均匀,也就是说在太空中人体上半身的血液会比在地球上多。这也就是为什么很多人觉得航天员在太空中好像变胖了,其实是体液分配更均匀了,头部面部比原先有更多的体液,所以看起来脸部臃肿,给人感觉胖了。

这种体液的重新配置会给人类带来很大的风险,如果是血压偏高的人非常容易引起脑溢血和心血管疾病,宇航员体质较好影响会小很多,在在宇航员返回地球重新得到重力的15分钟时间里,体液又会重新适应地球的环境,加上返回舱的剧烈运动,给宇航员身体的循环系统造成不小的负荷,不容易在短时间内恢复,所以坐轮椅也是非常必要的。

3、长期失重对宇航员生命有怎样影响?

失重是航天飞行中的一个特殊物理现象,载人航天实践证明,失重对人体的生理功能有很大影响,但不像原先想象的那样严重。生物在长期的进化过程中,形成了与地球重力环境相适应的生理结构与功能特征,但进入太空后,由于地球重力作用几乎完全消失,生物有机体处于一种失重状态。人类40多年的航天实践表明,微重力环境对宇航员的健康、安全和工作能力会产生重要影响,中长期被过滤广告被过滤广告航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象,主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。失重可引起心血管功能的改变。失重时人体的流体静压丧失,血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反,下身的血液回流到胸腔、头部,可引起宇航员面部浮肿,头胀,颈部静脉曲张,鼻咽部堵塞,身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加,机体通过体液调节系统减少体液,出现体液转移反射性多尿,导致水盐从尿中排出,血容量减少,血红蛋白量也可相应减少;还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化,并出现相应的心脏功能障碍,如心输出量减少、运动耐力降低等,返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及体位性晕厥等表现。这些可严重影响人体健康和工作效率,因而成为中长期载人航天飞行的一大障碍,也是迫切需要解决的航天医学问题。随着航天飞行的时间延长,心血管功能可在新的水平上达到新的平衡,心率、血压、运动耐力以及减少的血容量和血红蛋白可逐步恢复到飞行前的水平。长期失重会引起人体的骨钙质代谢紊乱。人体失重后,作用于腿骨、脊椎骨等承重骨的压力骤减,同时,肌肉运动减少,对骨骼的刺激也相应减弱,骨骼血液供应相应减少,在这种情况下,成骨细胞功能减弱,而破骨细胞功能增强,使得骨质大量脱钙并经肾脏排出体外。骨钙的丢失会造成两个后果:骨质疏松和增大发生肾结石的可能。失重所导致的骨丢失随飞行时间的延长而持续进行,而且这种骨质疏松一旦形成,回到地面重力环境下也难以逆转。俄国宇航员在和平号空间站上曾试验多种对抗措施,如每天2小时的跑台运动,穿企鹅服给以人工加载及服用特殊药物等,但未能完全解决问题。目前这仍然是航天医学需要解决的难点问题。长期失重还可引起对抗重力的肌肉出现废用性萎缩,宇航员在长期的航天飞行中加强肌肉锻炼可以延缓这种肌肉萎缩,回到地面重力环境中后,进行积极的肌肉锻炼可以逐步使肌肉萎缩得到一定的恢复。

4、宇航员在天上呆久了为什么会骨质疏松?

神舟九号载人飞船昨天成功完成了手持交会对接任务,全国观众对此非常激动。但很多人并不知道神舟九号载人飞船的航天员处于失重环境中,因此会出现骨骼肌萎缩和骨质流失的严重问题。


 在地面上,人们受到地心引力的影响,体内的血液流动,血管、肌肉和骨骼都是在地心引力的作用下运行的。一旦进入太空,一切都会改变。因为体液会转移到头部,头部会肿胀,鼻子会充血眼睛肿胀、头痛等感觉时眼球迅速转动,面部肿胀,下肢变薄,约2L液体从下半身转移到上半身。除了这些变化外,还有一个非常明显的问题就是宇航员在太空中骨质流失特别严重,换句话说就是骨质疏松。



据悉,航天员生活在密闭的驾驶舱环境中,由于失重,照度低,二氧化碳浓度高,骨骼肌收缩负荷最小化,将对骨骼系统产生重大影响。据统计,六个月的太空飞行中,骨丢失率最高可达15%-22%。太空飞行带来的另一个危害是骨丢失的快速和缓慢恢复。和平号上的一名宇航员在四个半月内失去了大约12%的骨头,在返回地面一年后才恢复了6%。



专家告诉我们,我们的正常人在一年内失去了0.5%-1%的骨骼,而宇航员在一个月内失去了1%-3%。”我们的骨骼由成骨细胞和破骨细胞组成。通常,这两种细胞的数量几乎相同,并保持平衡。但在失重的情况下,破骨细胞会变得非常活跃,成骨细胞会生长得非常缓慢,这时,就会发生骨质疏松症

5、宇航员从太空会来后,为什么只能坐轮椅

两个原因。
一是跟太空的失重有关,身体下面的体液会专和头胸、心脏的体液达到一样的压力属,感觉就像是在倒立,失去了“上”“下”的平衡感。当他们回到地球,就好像持续倒立后猛的逆转,这就是体位耐力下降,让人想站都站不稳。这就好像人游泳时间一长,如果马上上岸就会有不适感,走路有些跌跌撞撞。在太空更是如此。从失重到恢复重力,宇航员一时是站不住的,所以要坐在轮椅或椅子上。
二是在太空失重,人在进入太空后重力消失,骨骼不再承受重量,骨骼的压力减少,血液供应也就减少了,不仅肌肉容易萎缩,也会导致骨质脱钙,也就是我们俗称的骨质疏松。刚一回到地面后,重力恢复,但肌肉和骨骼却不能马上恢复,所以软弱无力,无法站立,只能坐在轮椅或椅子上。
所以宇航员在回到地球后,会进行包括隔离期、疗养期、恢复期的三期超过4个月的恢复性调理,让人体恢复正常。

6、宇航员患骨质疏松症是怎么回事?

【宇航员患骨质疏松症是怎么回事?】

据报道,宇航员在飞船上四天,骨矿含量明显下降,时间更长骨量大量丢失,以致四肢很脆弱,易断。他们下飞船后有的要扶着离开,有的需被抬着走。失重是引起宇航员骨质疏松的原因。在地球上,我们走路,上楼,生活都在重力作用下,再加上肌肉的收缩全身骨骼都受到不同的力的作用,这对骨骼的生长,发育维持骨量都很重要。据研究骨内骨细胞和它周围的一些结构,有感受应力的功能。并有把受到的应力进行放大,从而引起细胞的生理活动改变,促使骨组织的增长。一旦失重,这些细胞失去应有的刺激,细胞的成骨活动减少或停止,时间久,即引起骨质疏松。

【资料补充】

【宇航员太空失重环境中骨质损失有多快?】

 

 

南方网讯 早在4年前美国宇航员只是乘坐自己的航天飞机每周或每两周飞向太空一次,总之没有像最近这样长时间逗留在失重的太空,现在美国宇航员也产生了像原先在“和平”号轨道站上逗留过数月甚至数年的宇航员一样的健康问题。

目前国际空间站上的长期考察组成员已在失重环境中生活了半年时间,原来进行航天飞机飞行时考察组成员的逗留时间没有这样长。一般来说,尽管太空医学成绩斐然和在空间站舱内设有训练器材每天可以作锻炼,但是宇航员的骨质损失速度仍像“和平”号上宇航员一样快,宇航员的骨质变化状况只能借助于专门仪器才能测定。

美国宇航局已经对前6组考察组14名宇航员进行的研究作出结论,研究时利用了三维X射线计算机层析摄影,这种方法能获得骨质改变的三维图像,并能编制骨质结构和密度的图像。所有考察组成员在飞向空间站前和返回地面后都经过这样的三维X射线计算机层析摄影,结果查明,宇航员腿和脊椎内骨质损失速度为每月2.7%,髋骨内骨质损失速度缓慢些,为每月1.7%,这些数据与俄罗斯航天医生研究在“和平”号轨道上生活过的宇航员骨质损失状况的数据大致相同。

航天医生清楚地知道,在长期逗留失重环境中要避免骨质和肌质损失是不可能,但是需要采取措施,以便能最大限度减缓这一损失过程。早在“和平”号轨道站上时宇航员就从事训练,以便不让肌肉萎缩和骨质疏松。在国际空间站舱内设有训练用的跑步机、自行车训练器和锻炼肌肉的“弹力”器,此外,空间站宇航员还能服用药剂,这些药剂在地面上通常用来治疗骨质疏松症。

值得一提的是,美国宇航局航天医生准备在最近一批空间站考察组成员身上检验自己预防骨质疏松的新想法。虽然现在逗留在空间站上的宇航员在失重环境中只生活了半年时间,如果要飞向火星,则考察组成员必须在失重环境中生活3年时间,到那时在宇航员身体内会发生什么情况现在还不清楚。

(周道其译自俄《航天世界》)

(百度知道)

(网络)

7、宇航员患骨质疏松症是怎么回事

据报道,宇航员在飞船上四天,骨矿含量明显下降,时间更长骨量大量丢失,以致四肢很脆弱,易断。他们下飞船后有的要扶着离开,有的需被抬着走。失重是引起宇航员骨质疏松的原因。在地球上,我们走路,上楼,生活都在重力作用下,再加上肌肉的收缩全身骨骼都受到不同的力的作用,这对骨骼的生长,发育维持骨量都很重要。据研究骨内骨细胞和它周围的一些结构,有感受应力的功能。并有把受到的应力进行放大,从而引起细胞的生理活动改变,促使骨组织的增长。一旦失重,这些细胞失去应有的刺激,细胞的成骨活动减少或停止,时间久,即引起骨质疏松。

8、宇航员为什么易得骨质疏松症

您好!

这个题目很奇怪,宇航员都是经过筛选,把体质好,反应灵敏的人作为对象,培训期间亦进行体能上的测试,怎么他们也会患骨质疏松呢?

据报道,宇航员在飞船上四天,骨矿含量明显下降,时间更长骨量大量丢失,以致四肢很脆弱,易断。他们下飞船后有的要扶着离开,有的需被抬着走。失重是引起宇航员骨质疏松的原因。在地球上,我们走路,上楼,生活都在重力作用下,再加上肌肉的收缩全身骨骼都受到不同的力的作用,这对骨骼的生长,发育维持骨量都很重要。据研究骨内骨细胞和它周围的一些结构,有感受应力的功能。并有把受到的应力进行放大,从而引起细胞的生理活动改变,促使骨组织的增长。一旦失重,这些细胞失去应有的刺激,细胞的成骨活动减少或停止,时间久,即引起骨质疏松。

9、航天员的航天员易患的疾病

由于在太空中的工作环境与地面有所不同,长期在太空中工作宇航员身体也有可能内得一些疾病。
1、心理功能障碍:航容天员在太空中,引起的不适感和对中枢神经系统的影响使其产生心理变化。如忧虑、厌烦、抑郁、思念、记忆力衰退、对工作失去兴趣等。
2、心血管疾病:由于失重,人体的血液向头部、胸部充盈增强,头部动脉压升高,头面肿胀,鼻子呼吸也不畅通,可能引发心血管疾病。
3、太空运动病:类似晕车、晕船。主要症状是恶心、呕吐、头晕、嗜睡等。
4、肌肉萎缩:太空飞行时由于失重,肌肉不再对抗重力的作用,肌肉所做功大大减少,因而出现了肌肉的废用性变化,工作能力下降。
5、骨质疏松:由于失重,骨骼不必再承受人体的重量,加上运动量减少,减轻了对骨骼的刺激,结果使骨骼中的矿物质排出增加,而造成骨质疏松。

10、宇航员从太空回来,为什么一定要坐轮椅

从太空回来的宇航员出舱都不是自主行走的,都是被工作人员搀扶然后坐到了轮椅上,这是有几个原因。
一是太空中的宇航员处于失重环境中,没有重力作为参考,内耳的前庭感受器不再和周围的神经元接触而向中枢神经传输电信号,这样就造成了失去方向辨别的能力,并且产生神经系统紊乱,人会感觉眩晕呕吐。当然宇航员早就在模拟仓内经历了千锤百炼,平衡感远超常人,肯定不会在失重的环境下眩晕呕吐,但这只是克服了生理上的异常,大脑依旧是处于长期失重的状态下,会失去平衡感。出舱回到地面会感觉自己脚底非常轻,可能一不小心就会摔倒,就像刚做完过山车一样,会感觉自己轻飘飘的,一碰就倒,所以宇航员回到地面后必须搀扶坐上轮椅。
二是在地面上由于重力作用,人体中的血液会在血压下向高处的头部流动。在太空中没有了重力,不需要较高的血压,这种迫使血液向头部流动的功能就会弱化。回到地面后重力恢复,但是把血液压向头部流动的能力还来不及恢复,站立身体,会造成头部供血不足,所以必须坐下来,等待血液循环的功能恢复。
三是宇航员在太空的失重环境中用不到肌肉支撑身体,会发生肌肉萎缩,所以宇航员上天待一段时间后,都会有肌肉萎缩的现象。回到地球后难以在短时间内支撑起自己的身体和几十斤重的舱内宇航服。回到地面后,在重力下会感觉全身软绵绵的,无法自主站立。
四是失重状态下,人体骨骼无机械应力的刺激,导致无用废弃,宇航员的骨骼中的骨质钙会大量流失引起骨质疏松。流失的骨质会通过肾脏排出体外,人体容易骨折。这也是宇航员出舱要坐轮椅的一大原因。

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