神舟十二号航天员凯旋，3个月太空环境对人身体有哪些影响？

9月17日下午，神舟十二号3名航天员顺利返回地面。3个月的太空生活会对航天员们身体产生什么样的影响？后期需要多长时间恢复？来看详解。

撰文/记者 李鹏 图文编辑/陈永杰

新媒体编辑/房永珍

采访专家

岳茂兴（原解放军306医院普外科主任、特种医学中心主任、载人航天紧急救护专家组组长）

焦维新（北京大学地球与空间科学学院教授）

肖 龙（中国地质大学（武汉）行星科学研究所教授）

9月17日13时34分，搭载着航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波的神舟十二号载人飞船成功在酒泉卫星发射中心东风着陆场着陆。3位航天员安全顺利出舱，身体状态良好。空间站阶段首次载人飞行任务取得圆满成功。此次是东风着陆场首次执行载人飞船搜索回收任务。

在执行神舟十二号飞行任务中，3位航天员首次进驻中国空间站，并在空间站组合体工作生活了90天，刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。长达3个月的太空环境对航天员的身体会产生哪些影响？

▲9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆，航天员聂海胜（中）、刘伯明（右）、汤洪波（左）安全顺利出舱，身体状态良好 （图片来源/新华社）

身体血液、体液分布发生明显变化我们身体的血液、体液分布都是与地球上的重力环境相适应的，到了太空失重环境下，血液和体液会发生变化。原解放军306医院普外科主任、特种医学中心主任、载人航天紧急救护专家组组长岳茂兴在接受记者采访时表示，人在空间环境不同的状态下，体内的血液和体液分布也是不同的，其会根据重力的作用进行分布。航天员从坐上火箭出发开始，体内血液和体液的调整就开始了。

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新表示，当火箭点火升空的那一瞬间，航天员就会体验到非同寻常的超重感觉，就像人在坐电梯，好像有一种被往下拽的感觉，而在火箭发射升空时，这种感受会强烈得多。在这个过程中，人体的血液和体液会往下肢转移。而实现船箭分离以后，航天员就会体验到从超重到失重的过程，失重时重力会全部消失，整个身体的血液会一下子涌向头部。这时人体会出现强烈的不适应，就像地面上的晕车和晕船感觉。

岳茂兴解释说，航天员上太空以后，就会发生全身血液的再分布。因为飞船上天以后，在失重的状态下，人的血液将涌向大脑和上身，血液的黏稠度也会发生变化，从而导致面部浮肿、甚至是头部发胀的情况。

9月1日“开学第一课”上，聂海胜、刘伯明、汤洪波给全国的中小学生讲授科普课时，很多人注意到，3位航天员的脸部稍微有些浮肿，岳茂兴表示，这也是头部充血的反应。不过从3位航天员的状态来看，他们的身体依旧处于正常的状态。其实，如果头部血液聚集过多，有时还会导致航天员嗅觉和味觉发生变化，甚至出现头疼、血压异常等情况。但是，只要提前有应对举措，就不会出现特别严重的情况。

▲9月3日，“时代精神耀香江”之仰望星空话天宫活动在北京、香港两地联动登场。3位航天员与与近300名香港科技工作者、教师和大中学生展开一场别开生面的天地连线互动 （图片来源/视觉中国）

在中央广播电视总台的直播节目中，很多观众注意到，3位航天员从太空返回地面以后，在飞船的舱内休息几十分钟，然后才被人抬着出来，他们的面部比之前略显苍白，并保持在飞船上的坐姿接受媒体采访。岳茂兴解释说，采取这样的操作是为了最大限度地保障航天员的安全。因为当航天员返回地面的时候，就会头部缺血，下肢肿胀，需要有一个调整恢复的时间，让人体的生理机能重新逐步适应地面的生活。

骨质流失是一个巨大挑战在失重环境下，由于作用于人体下肢、骨盆、脊椎等承重骨的压力减小，同时肌肉运动减少，对骨骼的刺激减弱，使贮存在骨骼中的钙脱离骨基质，临床表现为骨骼质量减轻，骨密度下降，导致航天员出现骨质疏松等症状， 这就是所谓的空间骨丢失。

岳茂兴说，航天员在空间站待3个月和待几天还是很不一样，航天员在天上待的时间久了，骨钙加速流失是必须要面对的一个巨大的挑战。

在国际空间站生活6个月的航天员，返回后确实呈现骨密度下降，脊柱骨密度平均每月下降0.9%，髋关节每月下降1.4%–1.5%，跟骨每月下降0.4%。

▲太空环境对航天员身体的影响（制图/张林）

许多证据表明，在太空生活一个月，航天员所损失的骨质，相当于患骨质疏松的老年妇女在地面一年损失的骨质。这种骨质疏松一旦形成，即使回到地面的重力环境后也难以逆转。因此，空间骨钙丢失被列为长期空间飞行面临的各种风险因素之首。

岳茂兴表示，在太空中航天员没有负重，出现骨钙丢失是避免不了的事情，严重的甚至会导致骨质疏松，但是因为有饮食和医疗、运动等方面的保障和干预，状况就要好很多。很多人看到，在空间站的航天员，每天除了完成工作任务之外，还必须在地面医生的指导下进行多种身体锻炼。岳茂兴说，锻炼的一个重要目的就是避免骨钙的加速流失。

岳茂兴告诉记者，我国对航天员的健康管理比较充分，以往航天员返回来以后，检查表明骨钙丢失得并不是特别厉害，截至目前也没有特别严重的事情发生。

为了充分保护航天员们的身体，他们返回地球之后的一段时间之内，还要经过很严格的检查和休养，接受各种机能恢复训练，以彻底适应地球环境，过上正常的生活。在恢复期间，也要防止骨钙流失带来的一些后果。譬如剧烈运动、负重都是禁止的。

但岳茂兴也表示，不太严重的骨钙流失问题也能够通过饮食、运动及中西医的一些治疗，得到大幅缓解。

2019年，中国航天员科研训练中心和北京大学分子医学研究所科研团队发表了空间骨丢失相关的研究论文，该研究建立了成骨细胞内钙信号的变化与骨形成之间的清晰关系，揭示了骨形成调控的一种全新作用机制。这项研究为空间骨丢失的对抗防护及骨质疏松的治疗提供了一种全新的思路，也期待后续研究成果能为空间站时期我国航天员的身体健康提供进一步的保障。

在太空环境中会出现肌肉萎缩多年的观察研究表明，航天员在太空中时间久了都有肌肉萎缩的状况，这种状况的出现主要由失重和习惯的肌用力缺乏等因素引起。主要表现为肌肉质量降低、肌纤维变细、腿的围径减小和肌肉(特别是伸肌)收缩强度下降。萎缩程度一般都是下肢大于上肢、抗重力肌大于非抗重力肌，并且太空驻留时间愈长，肌肉萎缩愈严重。

▲为了减轻肌肉萎缩症状，欧洲航天局宇航员卢卡·帕米塔诺国际空间站的跑步机上锻炼（图片来源/美国国家航空航天局网站）

美国麻省理工学院的研究团队，对比了17位航天员在空间站工作前后的身体状况，他们发现凡是在空间站中停留一段时间的航天员，比如平均停留时间在半年，都多少出现了背部肌肉萎缩。

肌肉萎缩的后果是肌肉的力量、耐力、紧张度和协调性下降，航天员在大负荷工作时全身无力，肌肉疼痛；返回地面后普遍感到乏力、疲劳、站立和行走困难、肌肉疼痛。不过幸好这种肌肉萎缩的变化过程是可逆的，大约经过一年多的地面生活和锻炼能恢复正常。

返回会有轻微视力下降俄罗斯科学院生物医学问题研究所科学小组负责人、眼科专家奥尔加·马尼科说，在长期太空飞行的情况下（3个月以上），30%的航天员出现眼底改变，这属于航天神经眼肌综合征，其中包括视神经水肿、视网膜结构改变、眼球形状改变和远视等视觉变化。最常见的航天神经眼肌综合征是视神经水肿，表现程度不一，从轻微到非常明显都有。

国外的研究表明，在太空中待的时间较长的航天员回到地球以后，可能会患上视觉障碍颅内高压综合征。经核磁共振检查发现，回到地球的航天员们眼球变得更扁平，视神经也出现了肿胀，这是因为微重力环境导致的脑液积压的结果。

医学观察发现，大多数刚从太空回来的宇航员都会有轻微的视力下降，但科学家们仍然不知道确切的原因。也有研究发现，航天员视力下降可能是维生素B13或叶酸缺乏所致。此外，辐射环境也增加了航天员患白内障的风险，目前还没有得出确切可靠的结论。

思维速度减慢，身体协调能力变差有在国际空间站工作的航天员报告说，当他们在空间站工作时，他们感到大脑的警觉性下降，思维速度减慢。为了寻找原因，科学家们让老鼠接触低剂量的高能带电粒子，六周后，老鼠接受了一系列的学习和记忆测试。结果显示，接触带电粒子的老鼠表现更差，更容易出现精神障碍。此外，这些老鼠大脑中的树突状细胞数量显著减少。科学家推测，长期执行太空任务的航天员可能会因宇宙射线辐射而改变大脑神经细胞的结构。

前庭系统是内耳中主管头部平衡运动的一组装置，主要由椭圆囊、球囊和三个半规管组成，其也是人体在空间中进行定向和平衡的特殊系统。当航天员进入太空以后，这个人体的核心部件也会发生紊乱。当航天员返回地球时，他们经常走路不稳，把东西放错位置或把东西撞倒。这主要是因为前庭系统的运行与地球的重力和地平线有关，而在太空中，地球的重力和地平线对人体失去了功能，前庭系统必须适应新的外部条件。返回地球后，必须再次进行调整。在这个反复调整的过程中，人体往往会被错误的信号误导。因此，需要较长的时间进行康复。

可能会出现心理问题不管是上天还是返回的过程中，航天员在心理上也都要接受极限的挑战，在空间站人体正常的生物钟被打乱，长时间不一样的生活也会给心理带来一些变化。航天员返回地面以后，会出现严重的心理问题吗？

岳茂兴告诉记者，航天员进入太空的过程及在太空工作和生活的一些经历，的确会对人的心理产生很大的震撼。据了解，为了避免出现严重的心理问题，不管是国外的还是我国的航天员选拔，都要经过极为严格的心理测试阶段。心理测试不合格的人，就会被予以淘汰。这也能够避免和减轻航天员严重心理问题的出现。

美国国家航空航天局规定，如果航天员执行任务的时间超过１个月，就需定期通过远程设备与地面上的心理医生进行沟通。如果有航天员企图进行破坏，其他成员可以使用暴力将其制服，包括用绳索捆住手脚或强制注射镇静剂。

▲中国航天员科研训练中心的心理辅导教员对航天员刘洋进行训练（图片来源/视觉中国）

此外，为有效处理航天员出现的心理问题，空间站上还备有镇静剂、抗抑郁剂和抗焦虑剂等治疗精神疾病的药物。应对方案规定，可以对情绪失控的航天员注射镇静剂。如果遇到反抗，可以将针剂强制注射到病人体内。尽管目前还没有人使用过这些药品，但一些专家认为配备精神药物对执行特殊任务的航天员来说，是十分必要的。因为以前曾经有过航天员在空间站出现严重心理状况的案例。为了以防万一，现在我国航天员上天也会携带镇静剂、抗抑郁剂和抗焦虑剂等药物。

此外，通过设施进行环境的调节也是一种有效的方式。譬如航天员可以根据个人需求通过App调节舱内照明环境，睡眠模式、工作模式、运动模式……不同的舱内灯光，能够调节航天员的情绪，避免长时间处于单调的环境所带来的不适。

不过，中国地质大学（武汉）行星科学研究所教授肖龙表示，航天员的心理问题因人而异。根据他了解到的情况，国外航天员出现的心理问题也不像外界所传闻的那样严重。毫无疑问，航天飞行必然会经历各种恐惧和危险，去的人也会做好各种准备。岳茂兴说，由于保障到位，我国航天员返回地球后并没有出现严重的心理问题。

关注航天员的心理始终是一个前沿课题，需要持续关注、探索和跟踪研究，这样将来才能够为中国的航天员登月、登陆火星提供更为充分的保障。

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航天医学开始为普通人服务

“我国对航天医学进行民用转化，解决渐冻症等一些医学难题方面已经取得了一些突破。”岳茂兴告诉记者，渐冻症的一个重要表现就是肌肉萎缩，而太空中也会出现肌肉萎缩，通过一些科学的预防和治疗手段现在已经可以避免一些严重情形出现在航天员身上，而这种应对策略对治疗渐冻症也带来了很大的启发。

岳茂兴研究探索中西医结合的办法，发明了一种用于治疗运动神经元损伤疾病的新疗法，采用“从肌体酶代谢恢复、促进损伤神经细胞修复”的新疗法治疗患者。针对患者的不同病情、损伤程度、基础疾病等，他带领团队研制出“解冻一号”至“解冻六号”，还有中药“滋痿膏”和“滋痿丸”。

航天医疗应用到的办法，也可以用到防止中老年人骨钙流失上。据统计，现在全球每年有890万骨折病例，我国约有9000万骨质疏松症患者。通过一些干预举措，这些患者也迎来了福音。

“航天医学必须要为民所用，才能够发挥出更大的价值。”岳茂兴表示。

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

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