世界各地的科学家都在努力了解太空旅行的健康风险

在一项新的研究中,希望找到安全的方法将人类送回月球或火星上,科学家们发现,只需一个月的太空就可以显着降低老鼠的免疫系统,这可能使宇航员容易受到影响。他们的身体很容易在地球上消失的疾病。

但仅在一周前发表的其他研究表明,免疫功能的其他方面可能不会像以前认为的那样严重失重。

自1966年以来,科学家们一直试图解开太空旅行对健康的影响,并找出解决这些问题的方法。

就在那时,五名得克萨斯州大学生同意花20天作为世界上最终的沙发土豆。三个星期以来,这些以前活跃的年轻人上床睡觉,甚至没有起身走上厕所。医学研究人员认为,美国宇航局的月球着陆迫在眉睫,长时间的卧床休息是模仿太空飞行强迫不活动的最佳方法。

他们发现的是令人不安的。当年轻人最终蹒跚而行时,他们不仅仅是小猫的弱者,而且从心血管和运动生理学的角度来看,他们的身体(暂时)已经恶化了相当于几十年的衰老。

这项研究的一个副作用是医生很快就开始刺激外科病人起床,而不是让他们以更悠闲的节奏休养。但从太空旅行的角度来看,这是一系列令人不快的发现中的第一个。

月球或火星绑定的宇航员不仅面临明显的危险,如辐射暴露或生命支持失败,而且还会受到一系列健康风险的影响。

其中最明显的是肌肉萎缩和骨密度下降,这在某种程度上可以通过专门的零重力锻炼计划来抵消。

但最近,一个新问题已经浮出水面。太空旅行也可能损害免疫系统。

最近这样的发现今天出现在美国实验生物学学会联合会(FASEB)的期刊上。在其中,法国和俄罗斯科学家团队研究了2013年在俄罗斯Bion-M1卫星上失去30天失重30天的老鼠骨髓样本,这些卫星将它们带入了575公里高度的轨道(大约哈勃太空望远镜)。

研究人员发现,仅仅一个月的失重就会改变参与B淋巴细胞生成的骨髓蛋白,这些白细胞负责抗体的产生。效果非常强烈,在小鼠返回地球后至少持续一周。

之前的研究表明,低重力会损害免疫系统的其他部分,但这是第一次在这些关键细胞上详细研究其影响。

此外,法国斯特拉斯堡大学的生物学家Fabrice Bertile说,这个问题可能不仅仅是实验室的好奇心。

Bertile说,2016年,美国宇航局位于德克萨斯州休斯顿的约翰逊太空飞行中心的一支队伍检查了46名宇航员的病历,这些宇航员在国际空间站上度过了20。57年。

2016年国际通用医学杂志报道的这些病症包括持续性皮疹,长期充血或鼻刺激,皮肤感染,唇疱疹,尿路感染和过敏反应。所有这些都足以被归类为“值得注意的”而不是“次要的”健康事件。

美国巴吞鲁日路易斯安那州立大学的运动免疫学家Guillaume Spielmann称,Bertile的研究“非常,非常好”和“漂亮的论文”。

这也是Spielmann自己的工作的有趣补充,该工作于上周出现在应用生理学期刊上。

该研究使用了23名宇航员的血液样本,在国际空间站的六个月之前,期间和之后多次采集。

“我们每个宇航员有大约9个时间点,”斯皮尔曼说。

他说,除了研究传统的B细胞免疫功能测量外,他的团队测量了“自由轻链”,在他的论文中描述为“接近'实时'免疫球蛋白合成的生物标志物”。

免疫球蛋白是用作抗体的一类化合物。

抗体在血液中的持续时间足够长,以至于它们在太空飞行期间的存在可能是发射前的结转。Spielmann说,自由轻链的半衰期仅为2至6小时,因此它们的存在是当前免疫系统活动的标志。

他的研究小组曾预计宇航员的血液会随着空间的进展而显示B淋巴细胞数量减少和抗体减少。但那不是结果。“我们没有看到太多,”他说。

也就是说,他认为这两项研究并不相互矛盾。更有可能的是,它们是更复杂难题的独立部分。

“除了鼠标和人类之外,主要区别在于时间过程,”斯皮尔曼说。

“他们使用了Bion-M1,这是一个生物卫星,你可以把动物放在那里,轨道运行一个月,然后再回来。我们的宇航员已经有六个月了。“

因此,小鼠研究可能已经发现骨髓中的瞬时效应并未转化为血流中的可比较的变化。如果通过应激诱导骨髓改变特别可能,这是众所周知的影响免疫功能的。人类至少知道当它们被发射到太空时发生了什么,发现自己处于自由落体状态,然后飞回地球。

而且,“其中一些影响可能与着陆有关,而不是太空飞行本身,”斯皮尔曼说。

此外,这两项研究着眼于免疫过程的不同部分。Bertile检查了骨髓内细胞水平的情况。斯皮尔曼看着血液中的免疫功能。

此外,已知失重会导致骨髓减少,因为它会导致骨密度降低。为抵消这一点,国际空间站的宇航员每天使用专门设备进行两小时的运动。

“他们确实失去了骨髓,但达不到相同的程度,”斯皮尔曼说。Bion-M1小鼠不太可能做同样的事情。

当然,失重不是唯一可能影响宇航员在火星旅行中健康的因素 - 也不是唯一可能影响免疫系统的因素。即使他们知道发生了什么,人类太空旅行者也会经历巨大的压力,如果没有其他原因,除了火星绑定的船员将在近距离被限制在一个较长的时间。

研究发现,他们的免疫系统可能经历三重打击 - 一个来自失重的影响,另一个来自社会压力的影响,另外三个来自研究表明不仅病原体容易在紧密的范围内积累的事实。航天器或空间站,但暴露于太空辐射似乎使这些病原体更具毒性。

传统的对抗措施包括飞行前的健康检查和隔离,以减少宇航员携带令人讨厌的病原体进入太空的风险。

Bertile说,旅行期间的良好卫生条件也可以提供帮助,包括如果有任何呼吸道感染的迹象,如细致使用消毒湿巾和戴口罩等简单措施。他说,维生素D的补充,当然还有运动,也可以提供帮助。

但斯皮尔曼的工作也为另一个对策找到了希望。

许多人携带病毒,如Epstein-Barr或水痘带状疱疹,这种病毒会导致儿童患水痘......并且可以作为带状疱疹返回成人。

“一旦你被感染,你就无法真正摆脱它们,”斯皮尔曼说。“[并且]如果你有很长的压力或免疫力低下,这些已经被重新激活了 - 这正是在长期太空任务中可能发生的事情。

在火星旅行中带着带状疱疹听起来像是一种特殊的地狱。

但斯皮尔曼说他的研究表明可能有办法抵消这种风险。如果B淋巴细胞实际上产生了他的研究表明它们的抗体水平,那么就可以在火星旅行中随身携带疫苗并在中途使用它们来刺激免疫系统,以防止潜伏病毒再次出现在旅行。

“你可以为一名过境的宇航员接种疫苗,并知道他们会受到保护,”他说。

这是一种类型发现,表明即使太空旅行总是存在健康风险,我们对它们的理解越多,我们对抗它们的机会就越大。如果是这样,那么也许,最终,我们终有一天会看到尼尔阿姆斯特朗在月球上的一小步成为火星上更大的巨大飞跃。

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