對于人體的負(fù)重骨骼來說，漂浮在微重力下似乎是一種幸福的緩解，但當(dāng)宇航員在太空中度過數(shù)月時(shí)，他們的骨密度會受到嚴(yán)重打擊，以至于他們可能永遠(yuǎn)無法完全恢復(fù).

對國際空間站上老鼠的研究為 NASA 科學(xué)家提供了更好的線索，說明為什么會這樣重要且未解決存在健康風(fēng)險(xiǎn)。

事實(shí)證明，骨質(zhì)流失可能與太空輻射、缺乏陽光或類似的全身因素?zé)o關(guān)。小鼠在軌道上停留 37 天后，它們骨骼的某些部分比其他部分受到的損傷更大。

與沒有穿梭離開我們星球的“地面控制”小鼠相比，太空中小鼠的后肢股骨上布滿了大孔，尤其是在它們連接髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的末端。相比之下，小鼠脊柱的腰部仍然非常完整。

“我們研究的一個(gè)具體重點(diǎn)是股骨，因?yàn)樗谛∈笾衅鹬饕呢?fù)重作用，”解釋來自 NASA 和 Blue Marble Space Institute of Science 的研究人員。

在兩條腿的人類中，腰椎主要承受上半身的重量，但在四足嚙齒動物中，水平結(jié)構(gòu)并不起到相同的負(fù)重作用。

這表明，在地球上承重的哺乳動物骨骼是受軌道上微重力影響最大的骨骼。

也許它就像 '要么使用它，要么失去它' 神經(jīng)科學(xué)的概念。如果負(fù)重骨骼沒有像往常一樣得到“鍛煉”，它們可能會開始惡化。

當(dāng)?shù)厍蛏系男∈蟊魂P(guān)在限制運(yùn)動的籠子里時(shí)，它們在負(fù)重骨骼中的密度下降，但程度比微重力小鼠小。

為了應(yīng)對火箭發(fā)射的壓力，地面控制小鼠還接受了飛行模擬。

“如果近地軌道的太空輻射或其他系統(tǒng)因素是太空飛行期間骨質(zhì)流失的主要效應(yīng)因素，我們預(yù)計(jì)骨骼系統(tǒng)會發(fā)生系統(tǒng)性變化，”解釋研究人員。

例如，如果損失是由電離輻射引起的，研究人員會期望看到致密的骨骼外部碎片在一定程度上屏蔽了骨髓內(nèi)腔。但情況似乎并非如此。這種惡化發(fā)生在小鼠身上。

例如，股骨頸有大量的骨骼外層覆蓋，但當(dāng)暴露在微重力下 37 天時(shí)，它顯示出內(nèi)部海綿狀骨髓的顯著損失。

由生物工程師魯克馬尼·卡希爾 （Rukmani Cahill） 領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究的作者表示，在近地軌道上停留了這么長時(shí)間后，國際空間站上的老鼠每天只受到少量的輻射。

在模擬研究顯示輻射會引發(fā)骨質(zhì)流失，劑量要高得多，相當(dāng)于在國際空間站上生活大約 13 年。

然而，在不到半年的低軌道上，宇航員可以體驗(yàn)數(shù)十年的價(jià)值骨質(zhì)流失，以至于他們可能永遠(yuǎn)無法完全恢復(fù)。平均每個(gè)月，人類太空旅行者失去骨密度的 1% 或更高，約10 倍地球上的骨質(zhì)疏松癥。這種下降大大增加了股骨等長骨骨折的風(fēng)險(xiǎn)。

與人類宇航員不同，當(dāng)前研究中測試的小鼠很年輕，處于骨骼成熟的后期。在微重力作用下，他們的股骨本應(yīng)保持生長一段時(shí)間，卻顯示出過早骨化的跡象，軟骨比正常情況更早地變成骨骼。這可能會限制骨骼生長，阻礙發(fā)育不良。

這些警告性結(jié)果來自 NASA 的持續(xù)時(shí)間最長的太空飛行嚙齒動物研究迄今為止。

該航天局表示，這是探索如何在太空旅行期間保護(hù)宇航員健康的眾多實(shí)驗(yàn)中的第一個(gè)。

如果他們關(guān)于骨密度的假設(shè)是正確的，那么它表明像節(jié)食這樣的策略可能不會改善宇航員的骨骼健康。帶安全帶的跑步機(jī)將用戶固定在地面上的設(shè)備或模擬太空舉重的設(shè)備可能被證明更有效。

該研究發(fā)表在公共科學(xué)圖書館一號.

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