太空人也需要保護！這2種方法可行，其中一種值得期待

2021-11-22 09:34 作者:天文在線 0人讀過 | 我要投稿

隨著航天機構(gòu)準備進行更長時間的月球和火星飛行，我們需要確保未來的宇航員能夠在這次旅程中幸存下來。

簡介：為預(yù)防太空環(huán)境對人體的影響，科學(xué)家針對腸道生物菌群失衡和骨骼肌肉退化進行了生物實驗，通過研究一種被稱為肌生成抑制素/激活素ActRIIB通路的細胞機制，有望可以解決失重環(huán)境下的身體問題。

50多年來，人類一直在冒險進入太空，但我們對這些在微重力下的長途飛行對人體造成的物理傷害知之甚少。

然而，對于這些微重力飛行對人體造成的物理損失知之甚少。

隨著航天機構(gòu)準備前往月球和火星的更長時間飛行，他們需要確保未來的宇航員能夠在旅程中幸存下來。初步研究表明，在太空的時間確實會影響我們的健康，甚至可能改變我們的大腦。

最近的兩項研究確定了一系列潛在的令人擔(dān)憂的癥狀的解決方案——即新陳代謝問題、骨骼和肌肉損失。

發(fā)表在《生理學(xué)前沿》雜志上的第一項研究表明，腸道微生物可以在太空飛行中讓人類保持健康。第二項研究發(fā)表在周一的《美國國家科學(xué)院院刊》上，建議針對人類細胞中的一種機制來幫助防止骨骼和肌肉質(zhì)量的損失。

國際空間站上的機組人員一起享受吃飯。NASA

暈動病——生活在微重力環(huán)境中通常會引起惡心，并降低宇航員的食欲，進而破壞他們的腸道微生物群。微生物群是指生活在我們體內(nèi)、控制消化和許多其他一些功能（甚至可能影響我們的心理健康）的微生物群落。

一旦進入太空，這些變化就會導(dǎo)致營養(yǎng)不良，使宇航員更容易發(fā)生炎癥和感染，以及其他免疫系統(tǒng)缺陷。根據(jù)前沿組織的研究，它也可能影響他們的心理健康和認知能力。

先前的研究表明，宇航員在執(zhí)行太空任務(wù)時，往往擁有與同行擁有相似的腸道微生物群。也有一些跡象表明，它們經(jīng)歷了與腸道炎癥相關(guān)的細菌的增加，而與抗炎特性相關(guān)的細菌則傾向于減少。

波恩大學(xué)的教授、該研究的合著者瑪?shù)倌取は栐谝环萋暶髦姓f：“太空旅行者的腸道微生物群的健康應(yīng)該是長期探索任務(wù)的主要目標之一?！?/p>

他說：“為了確保任務(wù)的成功，我們不能忽視存在于我們胃腸道中的無數(shù)微生物，并確保它們保持平衡?！?/p>

為了促進宇航員的健康腸道，研究表明典型的空間營養(yǎng)會發(fā)生變化。這種飲食包括更多的益生菌和益生元，這些都存在于酸奶、泡菜和味噌等食物中，或目標補充劑。

建立向上的骨骼——第二項研究是在小鼠身上進行的，重點是了解較長時間的微重力期間的骨骼和肌肉健康。

生活在微重力環(huán)境中會導(dǎo)致人類失去一些肌肉和骨量。盡管有人試圖在國際空間站等航天器上進行定期鍛煉，以幫助促進肌肉的使用。

該研究表明，靶向一種被稱為肌生成抑制素/激活素-actriib通路的細胞機制，可能會防止肌肉質(zhì)量的損失。肌肌抑素和激活素是限制肌肉和骨骼生長的分泌蛋白。阻斷這些蛋白質(zhì)以前已經(jīng)被證明可以防止接受癌癥治療的人的肌肉損失。

該研究在暴露在與國際空間站相同的微重力環(huán)境中共33天的小鼠身上測試了這種方法。

并排的比較顯示，小鼠從太空返回地球后，骨骼損失有所減少。Se-Jin李。

注射阻斷蛋白質(zhì)的小鼠一旦回到“地球”重力，肌肉和骨量就顯著恢復(fù)。

這項研究的作者建議，可以在長期太空飛行中開發(fā)一種治療方法，以防止骨骼和肌肉的損失，但需要更多的工作來了解這種方法是否適用于人類。

摘要：即將到來的探索任務(wù)將意味著比迄今為止任何一次飛行任務(wù)的持續(xù)時間都要長得多。在這些任務(wù)中，對新環(huán)境的生理適應(yīng)會導(dǎo)致不同身體系統(tǒng)的變化，如心血管和肌肉骨骼系統(tǒng)、代謝和神經(jīng)行為健康以及免疫功能。

為了讓太空旅行者在月球、火星和更遠的地方旅行以及返回地球時保持健康，需要提供各種各樣的對策來維持身體功能。通過對國際空間站的研究，我們今天知道，舉例來說，為每個人規(guī)定一個適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)制度，并在各自的航天器上提供設(shè)備，仍然是一項挑戰(zhàn)。養(yǎng)分供應(yīng)尚未達到最佳狀態(tài)，必須在勘探任務(wù)中進行優(yōu)化。

食物攝入與腸道微生物組成的變化有內(nèi)在聯(lián)系。居住在我們體內(nèi)的大多數(shù)微生物為宿主微生物系統(tǒng)提供生態(tài)系統(tǒng)效益，包括重要資源的生產(chǎn)、營養(yǎng)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化和對病原微生物的保護。腸道微生物組還能夠向宿主發(fā)出信號，調(diào)節(jié)能量儲存和食欲感知過程，并影響免疫和神經(jīng)行為功能。微生物組的組成和功能很可能在太空飛行中發(fā)生變化。

在太空旅行者中，通過各自的措施來支持健康的微生物群可能會在任務(wù)期間保持他們的健康，但在返回地球時也會支持康復(fù)。在這篇綜述中，我們總結(jié)了在航天和模擬模型中觀察到的腸道微生物組的變化，特別是對代謝、肌肉骨骼和免疫系統(tǒng)以及神經(jīng)行為障礙的影響。由于太空旅行者是健康的志愿者，我們將重點放在基于pre-和益生菌補充劑的對策的潛力上。

摘要：延長太空飛行的生理后果包括骨骼肌和骨量的損失。在維持肌肉和骨骼內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中起重要作用的一個信號通路是由分泌信號蛋白myostatin（MSTN）和激活素A調(diào)節(jié)的，我們使用遺傳學(xué)和藥理學(xué)方法研究了在被送往國際空間站的小鼠中靶向MSTN/activin A信號的效果。

野生型小鼠在微重力環(huán)境中持續(xù)33天，肌肉和骨量顯著減少。