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研究發現太空生活對人體存在傷害,或使人類基因突變?

2020年9月4日, 《科學進展》上發表了一篇論文, 論述的是:長期航太飛行後宇航員大腦的巨觀和微觀結構變化, 內容有些不太樂觀。 研究發現, 長期無重力飛行後, 宇航員的大腦腦脊液會重新分佈, 影響大腦供血, 最終將影響大腦的正常工作狀態!

而在2020年4月14日, RSNA(北美放射學會)上刊載了一篇來自休斯頓德克薩斯大學健康科學中心的醫學博士拉裡·A·克萊默的論文, 描述了長期航太飛行後宇航員大腦形態的變化, 大腦體積的增加和腦垂體變形!

太空飛行, 究竟對人體有多大影響?

曾經有謠言稱, 女性未婚未育不準上太空。 不過之前全球第一位功勳女宇航員瓦倫蒂娜·捷列什科娃就已經打破了謠言, 她是回地球後才結的婚。 中國宇航員劉洋雖然結了婚才上太空, 但也是回地球後才生育!也算是打破了謠言, 但事實上這個謠言並非沒有道理!

太空飛行, 對人體影響極大

大家印象最深的, 應該是NASA的宇航員斯科特·約瑟夫·凱利, 他有一個同卵雙胞胎馬克·凱利, 也曾是宇航員, 從2015年3月開始, 斯科特接受為期一年的在軌測試, 而他的兄弟馬克則在地面接受測試, 同時進行心理與生理各項指標實驗。

2016年3月2日, 斯科特和俄羅斯宇航員哈伊爾·科爾尼延科在國際太空站執行任務340天后回到地球。 美國韋爾·康奈爾醫學院、約翰斯·霍普金斯大學和德國波恩大學等多個機構的科研人員對他們開展了對比研究, 收集並分析了執行宇航任務前後共計25個月中二人的健康狀況。

結果發現, 斯科特的部分DNA發生了變異, 不過在任務結束後6個月, 有90%以上的基因都恢復了基準水準, 另有7%可能發生了永久變化(請注意, 是發生變化的DNA中7%, 而非全部DNA)。 調查顯示, DNA甲基化的最大差異發生在宇航任務進行到第9個月時。

調查還發現, 在國際空間站的後6個月, 斯科特與馬克的基因表達差異是前6個月的6倍。 斯科特出現了頸動脈硬化、腸道菌群改變、認知能力下降、衰老和視網膜變厚等癥狀。

雖然DNA恢復正常, 剩餘異常部分不影響人體, 似乎是一個好的結果, 但認知能力下降, 衰老和視網膜變厚等癥狀, 同樣不容忽視,而且它們的影響可能會表現的更加直接和快速!

腦脊液壓迫大腦,迫使大腦形態發生變化

國際空間站有半數以上的宇航員曾經報告,長期執行太空任務後,他們的視力發生異常變化,醫生診斷為視神經腫脹,視網膜出血,眼部結構發生改變等!這是因為長期處於微重力狀態下時,靜脈血不再向下肢彙聚,而是會重新分配,大腦成了最可能的去處!

空間對血液迴圈的影響。(A)地球;(B)太空中的第一天;(C)長時間零微重力暴露;(D)返回地球後。

為瞭解更多的資訊,克萊默博士團隊為前往空間站的宇航員分別做了起飛前後的腦部MRI(核磁共振)檢查,結果克萊門博士發現,飛行後的宇航員腦部白質和腦脊液由於擴張體積明顯增加。

另一個結果是腦垂體體積比飛行前要縮小一些,由於腦白質和腦脊液的增加導致顱內壓力增大,垂體腺的圓頂在重力環境下是微凸的,但在飛行後變平甚至有些凹陷。

克萊默博士的研究團隊還觀察到,通過連接腦室的腦管CSF流量增加,這在常壓性腦積水病例中有類似現象。腦室異常增大,會導致走路不穩、膀胱控制失調以及早老性癡呆,不過目前退役宇航員中還未出現類似的病例。

史蒂芬·吉林斯進行的宇航員大腦研究

比利時安特衛普大學平衡研究與航空航太實驗室團隊也有類似的發現,宇航員脊髓和大腦腦脊液分佈都出現了變化,體積都有不同程度增加,史蒂芬稱這個變化在回到地球後會部分恢復,但仍然要比正常人要大得多。

另外兩個團隊在隨後的一年中數次複查,基本已經是半永久性改變,當然未來也將繼續追蹤,結果將會以論文的方式再次發表。

兩個典型的案例,兩種完全不同於地面的影響健康方式,前者是太空中高輻射環境導致的DNA改變,後者則是由於無重力狀態改變了人體的生理結構。畢竟幾千萬年來,人類一直在1個G的重力環境下生存,生理結構是為1G的重力加速度適應的,突然來到太空,出現改變是必然的事情!

為瞭解決這兩個問題,我們需要做到隔離輻射,並且設計人工重力場,但在現階段似乎不太可能,這個難題只能留待未來解決。你覺得以後的太空能適合人類生存嗎?

同樣不容忽視,而且它們的影響可能會表現的更加直接和快速!

腦脊液壓迫大腦,迫使大腦形態發生變化

國際空間站有半數以上的宇航員曾經報告,長期執行太空任務後,他們的視力發生異常變化,醫生診斷為視神經腫脹,視網膜出血,眼部結構發生改變等!這是因為長期處於微重力狀態下時,靜脈血不再向下肢彙聚,而是會重新分配,大腦成了最可能的去處!

空間對血液迴圈的影響。(A)地球;(B)太空中的第一天;(C)長時間零微重力暴露;(D)返回地球後。

為瞭解更多的資訊,克萊默博士團隊為前往空間站的宇航員分別做了起飛前後的腦部MRI(核磁共振)檢查,結果克萊門博士發現,飛行後的宇航員腦部白質和腦脊液由於擴張體積明顯增加。

另一個結果是腦垂體體積比飛行前要縮小一些,由於腦白質和腦脊液的增加導致顱內壓力增大,垂體腺的圓頂在重力環境下是微凸的,但在飛行後變平甚至有些凹陷。

克萊默博士的研究團隊還觀察到,通過連接腦室的腦管CSF流量增加,這在常壓性腦積水病例中有類似現象。腦室異常增大,會導致走路不穩、膀胱控制失調以及早老性癡呆,不過目前退役宇航員中還未出現類似的病例。

史蒂芬·吉林斯進行的宇航員大腦研究

比利時安特衛普大學平衡研究與航空航太實驗室團隊也有類似的發現,宇航員脊髓和大腦腦脊液分佈都出現了變化,體積都有不同程度增加,史蒂芬稱這個變化在回到地球後會部分恢復,但仍然要比正常人要大得多。

另外兩個團隊在隨後的一年中數次複查,基本已經是半永久性改變,當然未來也將繼續追蹤,結果將會以論文的方式再次發表。

兩個典型的案例,兩種完全不同於地面的影響健康方式,前者是太空中高輻射環境導致的DNA改變,後者則是由於無重力狀態改變了人體的生理結構。畢竟幾千萬年來,人類一直在1個G的重力環境下生存,生理結構是為1G的重力加速度適應的,突然來到太空,出現改變是必然的事情!

為瞭解決這兩個問題,我們需要做到隔離輻射,並且設計人工重力場,但在現階段似乎不太可能,這個難題只能留待未來解決。你覺得以後的太空能適合人類生存嗎?

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