近期，美國(guó)女宇航員蘇尼·威廉姆斯在國(guó)際空間站的長(zhǎng)時(shí)間滯留引起了廣泛關(guān)注。她流傳出的照片顯示面容消瘦，臉型變得尖銳，引發(fā)了對(duì)其健康狀況的擔(dān)憂(yōu)。盡管威廉姆斯通過(guò)視頻回應(yīng)稱(chēng)自己的健康沒(méi)有問(wèn)題，體重也未發(fā)生變化，只是由于“體液轉(zhuǎn)移”造成了外貌的變化，但仍有報(bào)道指出其體重在迅速下降。
地球上的環(huán)境與太空截然不同，對(duì)于人體來(lái)說(shuō)，太空的超低溫、強(qiáng)輻射、微重力和高真空等條件構(gòu)成了巨大的挑戰(zhàn)。長(zhǎng)時(shí)間身處這樣的環(huán)境中，宇航員的肌肉、骨骼和器官都會(huì)受到影響，體重減少幾乎是無(wú)法避免的。
關(guān)于威廉姆斯的“錐子臉”，體液轉(zhuǎn)移或許能提供一些解釋。在地球上，重力使得體液主要集中在下半身，而在太空的微重力環(huán)境中，體液會(huì)更多地分布到上半身，導(dǎo)致臉部腫脹和腿部消瘦。然而，這種情況通常會(huì)讓人看起來(lái)更胖，而非消瘦。因此，體液轉(zhuǎn)移可能不是威廉姆斯臉部消瘦的主要原因。
人體細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體示意圖
宇航員在太空中通常使用特殊的質(zhì)量測(cè)量?jī)x來(lái)監(jiān)測(cè)體重，而非傳統(tǒng)的壓力式體重秤。這種測(cè)量?jī)x基于直線(xiàn)加速度原理和牛頓第二定律來(lái)確定質(zhì)量，需要宇航員固定在支架上并進(jìn)行勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。如果威廉姆斯通過(guò)這種方法測(cè)量的體重并未大幅下降，那么她的身體狀況可能確實(shí)沒(méi)有大問(wèn)題。
然而，太空環(huán)境對(duì)宇航員的影響遠(yuǎn)不止于此。長(zhǎng)期生活在太空環(huán)境下，宇航員的基因、分子、生理和行為都會(huì)產(chǎn)生種種改變。例如，骨骼會(huì)因?yàn)槿狈χ亓ω?fù)荷而脫鈣變得脆弱，宇航員每個(gè)月可能會(huì)損失1%至2%的骨量。這種情況可能增加骨折的風(fēng)險(xiǎn)，并延長(zhǎng)骨折愈合時(shí)間。
美國(guó)女宇航員蘇尼·威廉姆斯在國(guó)際空間站進(jìn)行身體鍛煉
科學(xué)家通過(guò)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間停留在太空的宇航員進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，太空環(huán)境會(huì)導(dǎo)致基因和分子層面的變化。例如，宇航員的染色體片段可能發(fā)生突變、倒置，基因表達(dá)出現(xiàn)異常，甚至端粒也會(huì)發(fā)生變化。這些變化在宇航員返回地球后可能會(huì)部分復(fù)原，但仍存在加速衰老的風(fēng)險(xiǎn)。
太空環(huán)境還可能對(duì)宇航員的心血管系統(tǒng)造成影響。研究發(fā)現(xiàn)，宇航員的頸動(dòng)脈可能出現(xiàn)擴(kuò)張，頸動(dòng)脈壁增厚，視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)也可能出現(xiàn)異常變化，這些都可能增加未來(lái)潛在的心腦血管疾病和視力障礙風(fēng)險(xiǎn)。
除了上述風(fēng)險(xiǎn)外，太空環(huán)境還可能改變宇航員的腸道菌群、體重和認(rèn)知能力。例如，宇航員在太空中的腸道菌群可能會(huì)發(fā)生變化，厚壁菌數(shù)量增多，擬桿菌數(shù)量減少。而認(rèn)知能力則可能在返回地球后出現(xiàn)暫時(shí)性的下降。不過(guò)，這些變化通常會(huì)在一段時(shí)間后逐漸恢復(fù)正常。
“體液轉(zhuǎn)移”會(huì)不會(huì)形成“錐子臉”
值得注意的是，男性和女性在太空中的反應(yīng)可能存在差異。研究發(fā)現(xiàn)，男性宇航員在太空中的基因活動(dòng)可能會(huì)受到更多干擾，返回地球后需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能恢復(fù)常態(tài)。男宇航員的精子數(shù)量在返回地球后可能會(huì)減少，而女性宇航員的生育能力則似乎未受影響。
隨著越來(lái)越多的女性宇航員進(jìn)入太空，科學(xué)家們希望通過(guò)對(duì)她們的研究進(jìn)一步了解太空環(huán)境對(duì)線(xiàn)粒體DNA的影響。線(xiàn)粒體DNA的功能是否正常與疾病和遺傳有關(guān)，而太空環(huán)境是否會(huì)對(duì)線(xiàn)粒體DNA造成損傷、損傷是否可逆等問(wèn)題仍有待解答。
