图为宇航员巴兹·奥尔德林在阿波罗11号登月舱外活动期间。（图片来源：NASA） 探索深空的宇航员可能在晚年更有可能患上心血管疾病。一项新研究表明，曾搭乘阿波罗计划飞往月球、飞行时年仅30多岁的宇航员，在50多岁和60多岁时死于心血管疾病的几率，高于那些执行近地轨道任务的宇航员。在近地轨道——国际空间站和前航天飞机任务的活动范围——地球的磁场可以阻挡来自外太空的辐射，如银河宇宙射线或太阳耀斑产生的带电粒子。物理学家称之为电离辐射，因为这些粒子能量很高，足以在经过时剥离原子中的电子。这种辐射，特别是像56-Fe这样的重高能离子，似乎会损害构成血管内壁的细胞，称为内皮细胞。“健康的内皮细胞有助于防止动脉粥样硬化斑块在血管壁内形成；这通常被称为动脉硬化，”该研究的负责人、佛罗里达州立大学的迈克尔·德尔普说。斑块积聚最终可能导致血栓、冠状动脉心脏病、心脏病发作或中风。
超越地球的保护
飞往月球意味着要冒险穿越磁层之外，穿越范艾伦辐射带——位于磁层边缘的两个高能粒子聚集区域，然后在整个旅途中持续暴露在深空的电离辐射中。乘坐阿波罗计划飞往月球的宇航员是唯一曾离开地球保护性磁层的人类。尽管阿波罗飞船提供了一些辐射屏蔽，但它们无法完全保护宇航员。
NASA的范艾伦探测器绕行地球周围的两个巨大辐射带。它们的观测有助于解释辐射带中的粒子如何被加速到接近光速。（图片来源：NASA） “月球宇航员在飞船黑暗时还会经历一种视觉现象，即看到光闪（每小时约17次），测试表明这些光闪是HZE宇宙射线穿过视网膜的结果，”德尔普和他的同事们写道。然而，直到最近，人们还普遍认为，飞往月球的行程时间太短，不足以让宇航员暴露在足够剂量的电离辐射下造成持久的损害。但根据今天在Scientific Reports上发表的一项初步研究，这种短暂的暴露可能足以危及阿波罗宇航员的长期心脏健康。
死亡率增加
德尔普和他的同事们比较了7名阿波罗宇航员的死亡原因，以及35名执行近地轨道任务的宇航员和另外35名接受过训练但从未执行过太空任务的宇航员的死亡原因。近地轨道宇航员死于心血管疾病的比例与从未执行过太空任务的宇航员大致相同：分别为9%和11%。但在7名阿波罗宇航员中，有3人死于心血管疾病。这43%的死亡率大约是近地轨道宇航员的四倍。这使得阿波罗宇航员死于心血管疾病的比例几乎与美国普通人口持平。宇航员通常比普通人口更健康、更富裕，但阿波罗宇航员在深空的经历可能足以损害他们的动脉，抵消了他们其他的健康优势。当然，7名宇航员的样本量很小，所以德尔普在从这些死亡数据中得出明确的医学结论时，敦促谨慎。然而，他和他的同事们认为他们的发现提出了重要的研究问题。“尽管有这个局限性，但我们认为发布这些结果很重要，因为也不能忽视深空旅行（包括深空辐射）可能对心血管健康产生比先前估计的更不利影响的可能性，”他说。这可能对未来载人火星任务或长期月球旅行产生重要影响。
寻找解释
为了理解死亡率数据，德尔普和他的同事们让实验小鼠经历了模拟深空旅行。他们想测试是辐射、失重还是两者结合导致了心血管问题的增加。其中一组小鼠被悬挂两周，模拟失重对前肢的影响，另一组则接受了大量56-Fe辐射。第三组同时经历了这两种情况。六到七个月后——大约相当于实验小鼠的自然寿命的四分之一——研究人员检查了它们的动脉状况。让半年多的时间过去，大致相当于从宇航员晚年飞行到他们死亡的时间。模拟失重似乎对小鼠没有影响，但暴露于模拟宇宙射线会损害它们动脉扩张的能力。当血管壁内壁的平滑肌放松时，血管就会扩张，为血液提供更宽的流动通道，降低血压。内皮细胞在这个过程中起着重要作用，因此德尔普和他的同事们得出结论，宇宙射线损害了小鼠的内皮细胞，最终导致动脉硬化。这对于飞越地球磁层的宇航员来说也可能存在风险。“尽管我们不知道是什么因素导致了这种较高的心血管疾病死亡率，但辐射是其中一个可能的因素，”他说。
更多问题待解答
根据德尔普的说法，通过对未来的深空宇航员进行抗氧化治疗和改进航天器辐射屏蔽，可以减轻这种风险，但他和他的同事们表示，需要尽快进行更多的研究。“随着国家和公司计划在未来10年内将人类送往深空，没有多少时间来通过实验解决这些结果对阿波罗宇航员的潜在影响，并回答围绕太空辐射对心血管系统影响的许多悬而未决的问题，”他说。例如，了解导致血管长期损害所需的辐射剂量很重要。研究中的小鼠实际上接受的辐射剂量要高得多，而且速度更快，因为在实验室里无法进行慢速暴露。“这项研究只是让我们初步了解了深空旅行可能对心血管系统造成的影响，”德尔普说。“我们正计划在这些阿波罗和老鼠实验结果的基础上进行更详细的研究。”
