太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

来源:新浪科技发布时间:2019-05-29

软骨损伤可能不是永久性的,这取决于宇航员在微重力环境下的时间长短。

太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

美国底特律亨利•福特医院研究人员研究分析了2013年在俄罗斯Bion-M1宇宙飞船上生活1个月的6只老鼠的软骨样本,发现微重力环境导致老鼠软骨组织出现退化。

据美国太空网站报道,一组老鼠在太空环境中度过1个月,当它们返回地面时出现了关节问题。目前,科学家想知道这对于前往太空的人类宇航员意味着什么……

美国底特律亨利·福特医院研究人员研究分析了2013年在俄罗斯Bion-M1宇宙飞船上生活1个月的6只老鼠的软骨样本,从而观察微重力环境如何影响它们的关节组织。

与地球实验室的老鼠(被称为“地面实验老鼠”)相比,完成太空任务的老鼠返回地球时关节组织已经退化。对于人类而言,这种组织损伤随着时间的推移会导致骨关节炎,或者退行性关节疾病。

研究人员在“太空老鼠”体内采集了两种不同类型的软骨样本:关节软骨(缓冲骨关节)和肋软骨(连接肋骨和胸骨的软骨组织),结果显示,完成1个月太空任务的老鼠关节软骨明显退化,而肋软骨并没有出现退化。

太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

太空任务中的老鼠出现关节软骨退化是由于太空中缺少重力导致关节松离。也就是讲,老鼠软骨关节在地球上活动得更多,当老鼠软骨关节处于零重力环境下会突然感到物理应力骤减,随之产生恶化。相反,肋软骨似乎不像关节软骨那样受到微重力环境的影响。

研究报告作者、亨利·福特医院矫形外科部骨骼遗传学专家杰米·菲茨杰拉德(Jamie Fitzgerald)说:“肌肉骨骼系统组织——骨骼、肌肉、肌腱、软骨和韧带,在地球的任何地方都不断地遭受‘负荷’,这与日常活动有关,例如:行走和举重,以及重力对肌肉骨骼系统的作用。由于太空环境失重和零重力条件,导致这些组织开始退化。”

菲茨杰拉德和研究报告合著作者认为,太空任务中的老鼠出现关节软骨退化是由于太空中缺少重力导致关节松离。也就是讲,老鼠软骨关节在地球上活动得更多,当老鼠软骨关节处于零重力环境下会突然感到物理应力骤减,随之产生恶化。相反,肋软骨似乎不像关节软骨那样受到微重力环境的影响。

当老鼠在地球上活动,无论是行走或者跑动,其关节软骨是身体承重的重要部分,在微重力环境下它的身体不会承重,从而会引发软骨关节退化。相比之下,肋软骨的唯一“负荷”来自肺部周期性扩张收缩。

菲茨杰拉德指出,由于老鼠在微重力环境中继续呼吸,并不断地向身体组织施加压力,太空老鼠和地面老鼠所承受的负荷差异很小,而且肋软骨并未损坏。

那么,这对于执行太空任务的宇航员意味着什么呢?由于该项研究未涉及人类,因此研究结果并不一定意味着太空飞行会对人类关节有害。然而,这项研究确实引起了科学家就航天飞行对人类关节软骨影响的重视,迄今这方面的研究并不多。一些研究表明,失重状态会影响宇航员影响和肌肉,但对于骨关节的影响并不清楚。

菲茨杰拉德说:“当宇航员返回地球时,受损肌肉和骨骼将恢复正常。然而软骨却是一种修复能力非常差的组织,这就出现了一个重要问题:软骨组织是否会在太空中退化?”

如果长期太空任务会对宇航员关节造成损伤,那么这似乎并未影响到美国宇航局太空生活纪录保持者——宇航员佩吉·惠特森(Peggy Whitson),她比任何美国宇航员在太空工作时间更长,同时她是世界上年龄最大的女性宇航员。她在接受记者采访时称,在零重力状态下,漂浮、睡眠……,这样更容易移动,我最长一次太空飞行是289天,在15年的宇航员生涯中,在太空中共计度过665天。

然而,软骨损伤可能不是永久性的,这取决于宇航员在微重力环境下的时间长短,菲茨杰拉德指出,30天的微重力环境不足以使软骨发生不可逆退化,然而不幸的是,在Bion-M1飞船上度过1个月的老鼠返回地球的途中死亡一多半,因此研究人员没有机会研究它们返回地球后骨关节是否会恢复正常。目前这项最新研究报告发表在近期出版的《自然微重力》杂志上。(叶倾城)


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