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现代太空营养学:宇航员健康对地球上的人有明显影响

2018-12-6 8:53:17来源:新浪科技作者:任天责编:骑士评论:

北京时间12月6日消息,据国外媒体报道,几千年来,营养保障一直是影响人类探索成败的关键因素。在太空飞行中,营养保障的重要性更是不言而喻,在持续数月的太空任务中,保证宇航员的营养供应,使其不出现营养不良的情况,对于任务能否顺利完成至关重要。不过,现代太空营养学涉及的内容不止于此。它不仅要最大限度地提升宇航员的表现,还要减少太空飞行对人体的伤害,同时防止癌症和心脏病等长期健康风险。

绝大多数人一生中都没有机会进入太空,为了保障极少数进入太空的冒险者的营养而投入如此多的资源,似乎有点过分。然而,与大多数太空研究一样,任何关于太空营养学的突破都对地球上的人有明显的影响。

视力差和生育能力之间有何联系?

正在进行眼部检查的宇航员

一些宇航员会因为眼睛问题而从太空返回地球。这些问题包括眼睛后部的症状,如棉絮状斑(视网膜上出现棉絮状的白色斑点)和视神经肿胀等。换句话说,一些宇航员在离开地球时拥有近乎完美的视力,但回家后就需要戴眼镜了。

此前,科学家将此归咎于微重力对循环系统的影响,包括体液转移和大脑压力的增加。但是,这些理论并不能解释30%到40%的宇航员会出现眼部问题。是否存在别的原因呢?

有研究者认为,遗传差异可能是导致宇航员血管功能的原因。在太空飞行期间,遗传差异与其他触发因素——如体液的变化——相结合,就可能引起眼睛内部或周围血管的渗漏。从而导致压力增加,引起眼部问题。

检查结果显示,受到影响的宇航员具有更高浓度的高半胱氨酸(达到显著水平),不仅是在太空飞行期间和之后,而且在之前也是如此。高半胱氨酸是人体生物化学通路的一部分,几乎存在于体内的每个细胞中,并且需要许多不同类型的B族维生素才能使其发挥功能。

报告眼睛问题的宇航员可能需要比其他人更大剂量的B族维生素,因为他们的基因组成不同。

这项研究的一个有趣部分是,患有多囊卵巢综合征(PCOS)的女性也往往具有高于平均水平的高半胱氨酸浓度,以及与这些检测有眼部问题的(男性)宇航员类似的循环系统问题。

多囊卵巢综合征影响女性卵巢的正常功能,是导致不孕不育问题的主要原因之一,并且被认为影响了多达20%的女性。目前这一疾病的机制还没有完全清楚,因此还无法治愈。但是,由于具有相似的血液化学成分,因此患有多囊卵巢综合征的女性也可能通过补充B族维生素而受益。

尽管目前还没有明确的证据,但美国国家航空航天局(NASA)和明尼苏达州梅奥医院的医生正在开展研究,以确定宇航员眼睛问题与多囊卵巢综合征之间的联系。该研究不仅有可能解决太空任务期间的一个主要健康风险,而且还可能造福数百万患有多囊卵巢综合征的女性。

待在床上也能研究太空

地球上进行的研究有时会让健康受试者以头部向下倾斜的姿势,在床上待上数周或数月时间。

·宇航员的营养研究将帮助我们了解人类如何适应长期的太空飞行,以及如何改善我们在地球上的生活。

·在太空中的研究通常必须在有限的资源下完成,并面临失重或“微重力”的挑战。

·地球上进行的研究有时会让健康受试者以头部向下倾斜的姿势,在床上待上数周或数月时间。

·这种方式重现了微重力的影响,并使研究者能够检测骨骼和肌肉的损失以及其他变化。

缺乏日照与骨骼健康

在麦克默多站的漫长冬季,人们在长达6个月的时间里都见不到阳光。大多数维生素D研究中,受试者都或多或少接触到阳光,因此可能会混淆结果,而在南极进行的研究去除了这一因素。

我们的皮肤在暴露于阳光时会产生维生素D,这是保持骨骼、牙齿和肌肉健康所必不可少的物质。宇航员在太空任务期间,由于受到保护不能暴露于阳光中,因此无法获得足够的维生素D,他们也无法从食物中获得足够的补充。

为了研究光照缺乏导致的影响,研究者与位于南极洲的麦克默多(McMurdo)科学研究中心的工作人员合作,尝试了解如何用维生素D来应对光照不足导致的问题。在麦克默多站的漫长冬季,人们在长达6个月的时间里都见不到阳光。

研究人员进行了一系列实验,观察服用维生素D补充剂是否足以替代阳光照射。最初的研究发现,小剂量补充剂确实有助于增加维生素D水平,但更大的剂量并没有带来额外的益处。

当美国国家医学院提高北美人口的维生素D需求标准时,这项研究(以及许多其他研究)帮助他们做出了决定。研究人员还发现,人体对补充剂的反应还受到体重的影响。体重指数BMI越高,维生素D的补充效果就越差。这说得通,因为脂肪会吸收维生素D,使其不能留在血管里。

研究者进行的第二项研究是关于免疫系统功能和压力的关系,二者都是宇航员和南极过冬的工作人员关心的问题。他们发现,免疫系统和压力之间似乎相互影响。显示出压力的化学迹象,并且维生素D水平较低的人更可能难以抑制病毒——比如在体内处于休眠状态的唇疱疹。

大多数维生素D研究中,受试者都或多或少接触到阳光,因此可能会混淆结果。而在南极进行的研究去除了这一因素,并指出新的针对更广泛人群的维生素D建议是合理的,而且更高的补充剂量并不能带来额外的好处。

骨骼强健的秘密

“远征50”任务的宇航员正在用餐。

骨质流失一直是太空旅行者最关心的问题之一。在太空飞行中,宇航员的骨质往往以每月大约1%的速度流失,这是骨质疏松症患者一年损失的骨质总量。

这种骨质损失的发生是因为身体没有将重力施加在骨骼上,并且“决定了”你可以用更小的骨骼来满足需求。平均而言,太空任务后骨骼的恢复需要数年时间。经过多年的反复试验,目前已经发现几种特定的饮食改变对骨骼健康有着积极作用。

鲑鱼和鲭鱼等鱼类摄入量较多的宇航员在轨道飞行期间的骨质损失较少。研究者还发现,更多的水果和蔬菜也有助于提高骨骼强度。相反地,大量摄入铁和钠会加速骨质流失。

后续的证据显示,在为期6个月的太空任务中,吃得好、摄入足够维生素D并且充分锻炼的宇航员没有出现任何骨质流失的情况。这是人类太空飞行50年来,第一次有宇航员只靠饮食和锻炼就能够保持骨密度。

对于生活在地球上的每一个人,这些发现也有着重要意义。同样的饮食改变可以帮助我们保持骨骼的健康。

遥望未来

在太空中吃胡萝卜是一个挑战。

随着时间逐渐接近人类太空旅行的第六个十年,我们已经站在通往太空时代的门口。随着探索的脚步越来越远,人类面临的健康风险也越来越突出。太空营养学研究可以为更长期、更遥远的太空任务——比如前往火星和其他行星——提供重要的保障。我们需要敢于使用和扩展21世纪的营养学知识,医学和科学团队需要联合起来,共同探索,造福人类。

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关键词:太空营养宇航员

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