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太空旅行使老鼠軟骨退化,對人類意味著什么呢?
新浪科技訊 北京時間5月29日消息,據(jù)美國太空網(wǎng)站報道,一組老鼠在太空環(huán)境中度過1個月,當它們返回地面時出現(xiàn)了關(guān)節(jié)問題。目前,科學家想知道這對于前往太空的人類宇航員意味著什么……
美國底特律亨利·福特醫(yī)院研究人員研究分析了2013年在俄羅斯Bion-M1宇宙飛船上生活1個月的6只老鼠的軟骨樣本,從而觀察微重力環(huán)境如何影響它們的關(guān)節(jié)組織。
與地球?qū)嶒炇业睦鲜螅ū环Q為“地面實驗老鼠”)相比,完成太空任務的老鼠返回地球時關(guān)節(jié)組織已經(jīng)退化。對于人類而言,這種組織損傷隨著時間的推移會導致骨關(guān)節(jié)炎,或者退行性關(guān)節(jié)疾病。
研究人員在“太空老鼠”體內(nèi)采集了兩種不同類型的軟骨樣本:關(guān)節(jié)軟骨(緩沖骨關(guān)節(jié))和肋軟骨(連接肋骨和胸骨的軟骨組織),結(jié)果顯示,完成1個月太空任務的老鼠關(guān)節(jié)軟骨明顯退化,而肋軟骨并沒有出現(xiàn)退化。
研究報告作者、亨利·福特醫(yī)院矯形外科部骨骼遺傳學專家杰米·菲茨杰拉德(Jamie Fitzgerald)說:“肌肉骨骼系統(tǒng)組織——骨骼、肌肉、肌腱、軟骨和韌帶,在地球的任何地方都不斷地遭受‘負荷’,這與日?;顒佑嘘P(guān),例如:行走 和舉重,以及重力對肌肉骨骼系統(tǒng)的作用。由于太空環(huán)境失重和零重力條件,導致這些組織開始退化?!?/p>
菲茨杰拉德和研究報告合著作者認為,太空任務中的老鼠出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨退化是由于太空中缺少重力導致關(guān)節(jié)松離。也就是講,老鼠軟骨關(guān)節(jié)在地球上活動 得更多,當老鼠軟骨關(guān)節(jié)處于零重力環(huán)境下會突然感到物理應力驟減,隨之產(chǎn)生惡化。相反,肋軟骨似乎不像關(guān)節(jié)軟骨那樣受到微重力環(huán)境的影響。
當老鼠在地球上活動,無論是行走或者跑動,其關(guān)節(jié)軟骨是身體承重的重要部分,在微重力環(huán)境下它的身體不會承重,從而會引發(fā)軟骨關(guān)節(jié)退化。相比之下,肋軟骨的唯一“負荷”來自肺部周期性擴張收縮。
菲茨杰拉德指出,由于老鼠在微重力環(huán)境中繼續(xù)呼吸,并不斷地向身體組織施加壓力,太空老鼠和地面老鼠所承受的負荷差異很小,而且肋軟骨并未損壞。
那么,這對于執(zhí)行太空任務的宇航員意味著什么呢?由于該項研究未涉及人類,因此研究結(jié)果并不一定意味著太空飛行會對人類關(guān)節(jié)有害。然而,這項研 究確實引起了科學家就航天飛行對人類關(guān)節(jié)軟骨影響的重視,迄今這方面的研究并不多。一些研究表明,失重狀態(tài)會影響宇航員影響和肌肉,但對于骨關(guān)節(jié)的影響并 不清楚。
菲茨杰拉德說:“當宇航員返回地球時,受損肌肉和骨骼將恢復正常。然而軟骨卻是一種修復能力非常差的組織,這就出現(xiàn)了一個重要問題:軟骨組織是否會在太空中退化?”
如果長期太空任務會對宇航員關(guān)節(jié)造成損傷,那么這似乎并未影響到美國宇航局太空生活紀錄保持者——宇航員佩吉·惠特森(Peggy Whitson),她比任何美國宇航員在太空工作時間更長,同時她是世界上年齡最大的女性宇航員。她在接受記者采訪時稱,在零重力狀態(tài)下,漂浮、睡 眠……,這樣更容易移動,我最長一次太空飛行是289天,在15年的宇航員生涯中,在太空中共計度過665天。
然而,軟骨損傷可能不是永久性的,這取決于宇航員在微重力環(huán)境下的時間長短,菲茨杰拉德指出,30天的微重力環(huán)境不足以使軟骨發(fā)生不可逆退化, 然而不幸的是,在Bion-M1飛船上度過1個月的老鼠返回地球的途中死亡一多半,因此研究人員沒有機會研究它們返回地球后骨關(guān)節(jié)是否會恢復正常。目前這 項最新研究報告發(fā)表在近期出版的《自然微重力》雜志上。(葉傾城)