太空衰老细节为健康研究提供信息

本文最初发表于我们 2023 年 3 月/4 月刊。 点击此处订阅阅读更多类似文章。

1995 年，参议员约翰·格伦在翻阅《空间生理学与医学》一书时，注意到一张图表吸引了他的注意。图表列出了轨道宇航员在太空中经历的 52 种生理变化，包括骨质疏松症、心血管疾病和体液分布的改变。73 岁的格伦曾多年担任参议院老龄化特别委员会成员，他意识到他看到的是老年人常见的抱怨列表——但典型的宇航员才三四十岁。

鉴于这些相似之处，格伦想知道是否有计划将老年人送入太空。他打电话给该出版物的作者和其他空间医生了解情况。令他惊讶的是，尽管航天飞机任务每隔几个月就升空一次，但没有人知道有将老年人送入轨道的计划。“我不知道科学为什么要等待，”格伦在他的自传中写道。“航天飞机航班定期起飞。为什么不能在其中一个上面为一些关于老年人的实验腾出空间？然后我开始想，‘为什么不是我？’”

格伦职业生涯早期，曾是一名海军陆战队员，也是一名成就斐然的试飞员，打破了多项飞行记录，之后在第一次宇航员招募活动中被 NASA 选中。他以其端庄的形象和魅力而闻名，是第一批飞入太空的有力竞争者。事实上，他于 1962 年参加了 NASA 的首次轨道任务“友谊7号”。但肯尼迪政府阻止了他重返太空的计划，该政府认为格伦作为国家英雄太过宝贵，不适合进行这样的旅行。因此，格伦离开了 NASA，转而从政，从未想过再次有机会进行太空旅行。

1995 年，格伦游说 NASA 争取飞行机会时，有几件事对他有利。当然，该机构对将一位老人送入太空持谨慎态度——更不用说像格伦这样一位几十年来一直是政治家的人了。

然而，NASA 确实拥有这位宇航员 42 年的记录，他已经同意根据一项针对退役宇航员的机构计划接受定期的医疗检查。格伦的健康状况也异常良好，据《华盛顿邮报》的一篇报道称，他“是一位非常健康的终身喷气式飞机飞行员，每天在地球上快走两英里，并已通过所有飞行前体检。”

格伦告诉 NASA，这不仅仅是为了让自己最后一次太空旅行。地球上的研究与太空研究之间一直存在联系，陆地研究帮助人类飞得更远、在轨道上停留更久，而太空研究则改变了我们在地球上的生活方式。1997 年，格伦指出许多国家都在努力应对老年人口的护理问题，他希望这次太空飞行能“为……他们称之为‘国家变老’的世界带来巨大的好处。”

改变系统

微重力——在轨道上几乎没有重力——即使对年轻的机组人员来说，也会暂时引发许多衰老的影响，尽管这些影响似乎在宇航员返回地球后大部分是可以逆转的。现在，对这种明显加速衰老、其潜在机制和可能的预防策略的令人兴奋的新研究领域，可以帮助宇航员和老年人提高他们的适应能力并降低患病风险。

进行这项研究的科学家之一是理查德·休森（Richard Hughson），他是安大略省舒利格-滑铁卢大学衰老与大脑健康研究所血管衰老的で研究主席。自 2007 年以来，休森一直领导着一系列四项加拿大实验，以详细调查宇航员在太空衰老如此之快的原因，以及可以采取哪些对策来预防和逆转这种突然衰老。他发现，“在为期六个月的太空任务中，宇航员的心血管系统会衰老 10 到 20 年。”

第一项研究从 2007 年到 2010 年进行，旨在调查宇航员的心脏和血管如何因太空飞行而发生变化。该研究跟踪了六名宇航员，他们佩戴了检测其心率、血压和体力活动的设备，在任务前、任务期间和任务后进行了几次 24 小时的监测。这使得研究团队能够了解他们的系统在太空中如何变化，以及运动和其他对策（例如，佩戴调节血流的设备）是否会有帮助。

这项研究的成功促成了血管系列研究，迄今为止该系列研究包括三组实验。第一个研究“血管”着眼于血管和心脏随时间的变化，特别是研究动脉因太空中体力活动减少而导致血压变化而如何变化和硬化。“血管回声”进一步深入研究了动脉硬化，要求宇航员佩戴一个腿部袖带，将血液从上半身转移到下半身，更好地模拟地球上的正常血流。“血管回声”还对宇航员进行了一年的飞行后监测，以研究身体在长时间驻留空间站后如何重新适应。

该系列最新的一项研究“血管衰老”着眼于在太空任务期间如何以及何时可能发生胰岛素抵抗。它还研究了辐射暴露如何影响心血管健康，并像“血管回声”一样，研究宇航员返回地球后的恢复情况。据加拿大航天局称，“血管衰老”于 2019 年开始收集数据，并将于 2024 年完成。

到目前为止，“血管”研究的初步结果表明，宇航员的动脉会硬化 17% 到 30%。由于出现胰岛素抵抗和处理葡萄糖困难，宇航员患 2 型糖尿病的风险也可能增加。“我们在返回地球的宇航员身上看到了颈动脉硬化程度相当于 20 到 30 年的衰老，”休森在 2015 年接受加拿大健康研究所采访时谈到“血管”研究时说道。“这与你在老年人身上看到的非常相似。”

身体的再调理

返回地球的宇航员就像一个虚弱的老人，可能有很多健康问题使他们长时间无法活动。毕竟，宇航员在太空中移动并不需要费太大力气。他们的肺部，如果没有适当的锻炼，会失去活力。即使他们的脚底也会因疏于使用而变得柔软，因为他们漂浮在空中。

如果没有太空中的对策，包括量身定制的运动计划，他们在着陆地球后将近乎无助。目标是在着陆后的最初几个月左右，让宇航员恢复到中年人的典型状态：能够驾驶、锻炼、积极参与工作和家庭活动，并继续为 NASA 的研究和其他任务做出贡献。

在克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch）在太空度过了近一年后，NASA 公布了这位 41 岁的健康女性返回地球后可能需要恢复的 10 个方面。例如，回来意味着睡眠不再是简单的漂浮的幸福，气味会突然变得频繁，脸上的风等感官输入会突然再次发生。体重和平衡的变化也被考虑在内。

“在地球上，我们依靠眼睛和内耳来保持稳定。在轨道上，没有重力向下，大脑很快就会停止听从内耳。眼睛会接管……我们完全依靠视觉线索，”科赫在一篇文章中说道。“据我所知，着陆几天后大脑才会重新开始听从。人类身体适应环境的能力令人印象深刻。”

从太空恢复实际上从宇航员穿上回程服装开始。NASA 和俄罗斯航天局 Roscosmos 都使用带有下半身压缩的服装来帮助调节体液转移。NASA 通过研究卧床休息以及太空飞行后的受试者来不断改进设计。该机构指出，这种服装也适用于在地球上容易晕厥或血压出现困难的人。

即使在他们去太空之前，NASA 也会为每位宇航员建立一个基线，以定制他们的康复计划。换句话说，他们确保定制培训，使宇航员在康复期后的能力水平与他们前往太空前的体能水平相似——而不是追求一个可能不适合所有人的理想标准。康复期很长，许多宇航员指出，在这个可能持续数月的脆弱时期，需要放慢速度并获得家人的帮助。

“飞行后恢复从着陆当天开始，计划为期 45 天，每天两次，每周七天，并根据宇航员的具体需求进行定制，”2011 年 NASA 技术报告服务器上的一份飞行后恢复简报中写道。幸运的是，负责帮助每位宇航员恢复的专家拥有二十多年的国际空间站（ISS）船员工作经验，他们知道需要采取哪些对策来确保返回的太空飞行员安全健康。

对于老年人来说，这意味着在人们变老时，需要做更多的工作来对抗久坐不动的影响。许多医生指出，工业人口普遍存在久坐不动工作的风险。但这项较新的研究强调了不仅需要运动，还需要持续的运动。

大问题

我们有充足的证据表明年轻宇航员在太空中的衰老速度有多快，而逆转这种衰老的研究可以应用于改善地球上老年人的健康和生活。但太空飞行的老年人仍然是一个人数很少且精英的群体。迄今为止最年长的太空飞行者——82 岁的瓦莉·芬克（Wally Funk）和 90 岁的威廉·夏特纳（William Shatner）——在 2021 年进行了仅几分钟的亚轨道飞行。尽管着陆后在媒体采访中两人看起来都精力充沛，但详细的医疗结果并未披露。

迄今为止，在太空停留时间最长的老年人仍然是 NASA 的约翰·格伦，他在 1998 年的飞行激发了所有年龄段的人们的想象。77 岁的格伦作为有效载荷专家参加了 STS-95 航天器任务，这意味着他负责许多生命科学和微重力实验中的一些实验。所有报告都表明他努力做出贡献；一家媒体报道称，他“因其职业道德和随和而获得好评”，并且没有因为他的名字可能带来的名气而自扰。在任务中，他确保履行船员职责，不仅包括实验，还包括家务和备餐。

格伦在太空中对自己进行了几项实验，有时在同行的宇航员、医生斯科特·帕拉津斯基（Scott Parazynski）的协助下进行。新陈代谢实验让他吞食一种氨基酸药片，并通过注射另一种氨基酸，作为肌肉萎缩或蛋白质流失引起的激素变化的替代指标。X 射线研究记录了瘦体重的变化。格伦还记录了他四个晚上的睡眠模式，比较了服用褪黑素或安慰剂药丸的结果，并用吞服的胶囊中的微型温度计追踪了他的核心体温。他的脑电波通过夹在他头皮、手腕和胸部上的设备进行监测——而且像许多其他宇航员一样，他提供了血液和排泄物样本进行分析。

如今的大问题是，哪位老年人将是下一个参加长期轨道任务的人，我们能从他们身上收集到哪些新信息？关键是找到一个愿意继续参与医学实验的人——并正确校准每个结果，使其与格伦的结果相匹配。

摘自《我为什么会长高？：宇航员的身体在太空会发生什么》作者：Dave Williams 博士和 Elizabeth Howell © 2022 Dave Williams 博士和 Elizabeth Howell。保留所有权利。由 ECW Press Ltd. 出版。www.ecwpress.com。