航天貧血症?太空中人體溶血速度比在地球上更快,原因未知
北京時間 1 月 18 日訊息,據國外媒體報道,對人類來說,天空生活並不容易。我們可以通過技術手段,避免太空環境的某些負面影響,比如真空、寒冷和部分輻射。但也有一些方面是無法避免的,比如缺乏重力會導致宇航員的骨密度下降。美國國家航空航天局(NASA)甚至為這些太空問題創造了一個有趣的縮寫詞:RIDGE,每個字母所代表的含義分別是輻射、隔絕、與地球的距離、重力場,以及艱苦和封閉的環境。
更令人擔憂的是,一項新研究描述了太空環境將會如何破壞宇航員的血液。或者更確切地說,是太空中的某種東西,或者某種過程 —— 我們還不知道是什麼 —— 導致人體溶血的速度比在地球上更快。
事實上,這種被稱為“航天貧血症”(space anemia)的現象已經得到了充分的研究。這是宇航員返回地面時所面臨的一系列問題中的一部分,當宇航員從太空返回時,他們與在醫院康復中心收治的病人非常像。
航天貧血症被認為是宇航員首次進入太空時對上半身液體流動的一種適應。他們會迅速失去血管中 10% 的液體,而與此同時,他們的身體會相應地破壞 10% 的血紅細胞,以恢復平衡。人們曾推測,進入太空 10 天后一切都會恢復正常。然而,當身處太空時,溶血是最主要的反應,這些結果有點出乎意料。
在太空中往罐子裡呼氣
為了研究航天貧血症,研究人員與 14 位需要在國際空間站工作 6 個月的宇航員合作。這些宇航員攜帶特製的氣罐,按 4 個固定的時間間隔 ——5 天、12 天、3 個月和返航前 —— 向罐子裡呼氣。然後,隨著主要任務完成,他們把氣罐,包括其中的氣體,都帶回了地球。
回到實驗室後,研究人員使用高解析度的氣相色譜儀分析宇航員們撥出的氣體,主要測量他們在太空中生活不同時間後產生的一氧化碳量。每次紅細胞在人體內溶解時,都會產生一氧化碳。不過,這種聯絡並不絕對,因為身體的其他過程也會導致一氧化碳的產生,比如肌肉和肝臟的某些功能。但人類產生的一氧化碳中,估計有 85% 來自溶血過程。
研究小組的結果表明,在太空中,宇航員的身體每秒鐘會摧毀大約 300 萬個紅細胞,這比人體在地球上的溶血速度 —— 約為每秒 200 萬個紅細胞 —— 高出了 54%。
在太空中,人體會流失體液(血漿),因此即使宇航員體內的紅細胞減少,其在血液中的濃度也會保持在可接受的水平。然而,當宇航員返回地球時,他們的身體會獲得更多的體液,以應對重力增加的影響,進而導致航天貧血症。
在這批宇航員結束太空生活返回地球一段時間後,其中 13 位在著陸時接受抽血的宇航員中,有 5 人在臨床檢查中仍表現出貧血症狀。三四個月後,他們的紅細胞數量仍在繼續增長。然而,研究團隊在一年後進行了同樣的測試,發現宇航員的紅細胞破壞率仍然高出 30%。研究人員表示,宇航員在太空停留的時間越長,他們在陸地上患航天貧血症的時間就越長。
原因何在?
研究團隊並不確定為什麼在太空中人體血細胞受破壞的速度會如此之快。不過,他們也提出了一些潛在原因。溶血可以發生在身體的 4 個不同部位:骨髓(製造紅細胞的地方)、血管、肝臟或脾臟。骨髓或脾臟是最有可能出現問題的區域,導致貧血的原因是溶血,而導致溶血的原因是下一步的研究內容。
研究人員同樣不確定的一個問題是,這種比在地球上高出 54% 的溶血過程可以持續多久,才不至於對宇航員的身體造成致命影響?目前還沒有超過六個月的資料。對於更長時間的任務,比如長達一年的任務,或者前往月球、火星或其他天體的任務,還存在知識上的空白。
考慮到太空旅遊日益迫近的可能性(對一些億萬富翁來說,天空旅遊已經成為現實),這項研究可能會給未來的太空旅行者敲響警鐘。對於有心臟病、心絞痛、血紅蛋白水平異常或容易出現血栓的人,前往太空可能會有併發症的風險。這項研究還有助於我們瞭解太空損傷,因為人體癒合傷口的能力可能會受到紅細胞數量變化的影響。
考慮到航天貧血症可能會持續很長時間,這項研究也將對一些經常參與太空任務的宇航員有所啟示。這也是另一個知識上的空白,即多次任務對人體的影響。