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太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

科普小知识2021-10-04 21:18:12
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太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

底特律亨利·福特医院的研究人员在2013年对生活在俄罗斯比昂-M1飞船上的六只小鼠的软骨样本进行了为期一个月的分析,发现微重力环境导致小鼠软骨组织退化。

据美国太空网站报道,一群老鼠在太空环境中呆了一个月,回到地面后出现了关节问题。目前,科学家想知道这对人类宇航员进入太空意味着什么...

底特律亨利·福特医院的研究人员在2013年对生活在俄罗斯比昂-M1飞船上的六只老鼠的软骨样本进行了为期一个月的分析,以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(称为“地面实验老鼠”)相比,完成太空任务的老鼠回到地球后,其关节组织已经退化。对人类来说,随着时间的推移,这种组织损伤将导致骨关节炎或退行性关节疾病。

研究人员在“太空老鼠”中收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)。结果表明,完成一个月太空任务的小鼠关节软骨明显退化,而肋软骨没有退化。

太空旅行使老鼠软骨退化,对人类意味着什么呢?

太空任务中小鼠关节软骨的退化是由于太空中重力不足导致关节松动。换句话说,老鼠的软骨关节在地球上移动得更多,当老鼠的软骨关节处于零重力环境时,它们会突然感到身体压力突然减小,从而导致退化。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。

该研究的作者、亨利·福特医院骨科的骨遗传学专家杰米·菲茨杰拉德说:“肌肉骨骼系统组织——骨骼、肌肉、肌腱、软骨和韧带——在地球上的任何地方都会不断承受‘负荷’,这些负荷与日常活动有关,如行走和举重,以及重力对肌肉骨骼系统的影响。由于太空环境中的失重和零重力条件,这些组织开始退化。”

菲茨杰拉德和这项研究的共同作者认为,太空任务中老鼠关节软骨的退化是由于太空中重力不足导致关节松动。换句话说,老鼠的软骨关节在地球上移动得更多,当老鼠的软骨关节处于零重力环境时,它们会突然感到身体压力突然减小,从而导致退化。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。

当小鼠在地球上运动时,无论是行走还是奔跑,其关节软骨都是其身体承重的重要组成部分,在微重力环境下其身体不会承重,从而导致软骨关节退化。相反,肋软骨的唯一“负荷”来自肺的周期性扩张和收缩。

菲茨杰拉德指出,由于老鼠在微重力环境下继续呼吸,并不断对身体组织施加压力,太空老鼠和地面老鼠之间的负荷差异非常小,肋软骨没有受到损害。

那么,这对执行太空任务的宇航员意味着什么?由于这项研究不涉及人类,结果不一定意味着太空飞行会对人体关节有害。然而,这项研究确实引起了科学家们对太空飞行对人类关节软骨影响的关注,迄今为止,在这方面的研究很少。一些研究表明,失重会影响宇航员的影响力和肌肉,但对骨关节的影响尚不清楚。

菲茨杰拉德说:“当宇航员返回地球时,受损的肌肉和骨骼将恢复正常。然而,软骨是一种修复能力很差的组织,这就提出了一个重要的问题:软骨组织会在空间中退化吗

如果长期太空任务对宇航员造成共同伤害,这似乎不会影响美国宇航局在太空生活中的记录保持者——宇航员佩吉·惠特森,她在太空工作的时间比任何一位美国宇航员都长,是世界上年龄最大的女宇航员。在接受记者采访时,她说在零重力下,漂浮、睡觉等。更容易移动。我最长的太空飞行是289天,在15年的宇航员生涯中,我在太空度过了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中的持续时间。菲茨杰拉德指出,30天的微重力环境不足以导致软骨的不可逆退化。然而,不幸的是,在比昂-M1宇宙飞船上呆了一个月的老鼠中有一半以上在返回地球的途中死亡,因此研究人员没有机会研究它们的关节在返回地球后是否会恢复正常。目前,最新的研究报告发表在最近出版的《自然微重力》杂志上。(叶青城)