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新闻来源:CNICTC.COM 2008/10/09

长时间的太空飞行对健康有什么影响?宇航员在太空飞行时,肾结石形成非常快,因为存在于肾结石中心部位的纳米细菌能自我复制和矿化,在失重条件下,纳米细菌自我复制的速度比在地球上快5倍。因此,如何避免宇航员患肾结石是个大问题。

美国宇航局公开征尿

在太空中,宇航员喝不到充足的水,加上失去了地球重力的刺激,尿越来越少,尿里的钙盐却越来越浓,使他们的肾脏遭受风险。

宇航员在太空呆的时间越长,如何处理他们排出的尿就越发重要。7月底,美国宇航局(NASA)向社会公开征集提供新鲜尿液的志愿者,事先特别声明,这次征集的是全程尿,不像在医院做尿检时的中段尿。收集的尿液将用来研究尿中的固体颗粒堵塞人体排泄管道的问题。至于如何清除这些颗粒,NASA及其合作者汉密尔顿标准公司都没有明确说明,只是说在实验一种化学药剂,以清除宇航员尿中的颗粒。 这次集尿活动引发了人们的好奇心,为什么宇航员的尿里有那么多颗粒? 水通常占正常人尿液的97%,剩下的3%是固体物质,主要是一些无机盐,以及尿素一类的有机物。尿本身无色透明,当有碳酸盐和磷酸盐的沉积物时,尿会显得混浊。与其他人相比,宇航员的身体并没有特殊之处,尿中也不会有什么特殊成分,基本上都是含钠、氯离子的无机盐、尿素等。然而,成分相当并不代表浓度也相同。因为太空生活中有个无法规避的因素——失重(太空中没有地球引力),它在无形中会影响宇航员尿液的浓度。

失重状态易引发结石

美国约翰逊航天中心的生物学家佩吉·维特森,曾带领研究小组进行一项调查,以确定宇航员患肾结石的危险有多大。他们选取1995~1999年在“和平”号空间站连续工作超过100天的宇航员为研究对象,分析了他们进入“和平”号空间站之前、其中和过后的尿液。结果显示,这些宇航员在进入空间站后,排尿量比在地球上少了很多,尿液中磷酸钙的含量却比他们在地面时高出很多。磷酸钙很容易在肾脏部位结晶形成结石。在这个过程中,宇航员一开始不会感觉到疼痛,返回地球后,结石早已形成。 在失重的太空中,人骨骼中钙质的流失是宇航员肾结石的主要原因。在我们的骨骼中,既有破骨细胞,也有成骨细胞。成骨细胞不断将磷酸钙储存在骨基质中,起成骨作用;而破骨细胞则不断去除骨基质中的磷酸钙。通常情况下,这两种活动是平衡的。然而一旦进入太空,由于重力几乎为零,骨头缺少压力,促使成骨细胞活动所需的刺激几乎不存在,但破骨细胞的活动仍在继续,导致钙以及其他组成骨骼的物质流失,继而引起血液中的钙增加,容易引发肾结石。

宇航员在太空飞行时,肾结石形成非常快。2005年,美国《国际肾脏病》杂志发表了一份研究报告,认为一种纳米细菌(nannobacteria)或许是“幕后黑手”。纳米细菌能自我复制和矿化,存在于肾结石的磷酸钙中心部位。在太空失重条件下,纳米细菌自我复制的速度比在地球上快5倍。 虽然大量喝水可以帮助排出结石,但在太空中,每一滴水都是很宝贵的。维特森的小组需要另辟蹊径,找出一种有效的制剂来帮助宇航员。  

柠檬酸钾有效吗

柠檬酸钾是目前最常用的预防结石药物。它的基本原理就是让钾离子替代钙离子与磷酸结合。钾很活跃,在人体内代谢很快,不会再形成磷酸钙的结石。但柠檬酸钾在太空中是否还能发挥作用,只能通过实验来证明。

维特森的小组目前正在做这项实验。他们把将要在太空中工作的人员分成两组:一组从发射前3天到返回地面14天后,每人每天服用两粒柠檬酸钾;另一组则每天服用两片没有任何作用的对照剂。研究人员收集被测试者从任务开始、进行中到结束这三3时段的尿液样本,并让这些人每天记录饮食、喝水、服药和锻炼情况。 整理好的尿液样本和记录最终集中到维特森这里。他和同事们仔细研究这些尿液的成分,判断每位宇航员患肾结石的风险,分析柠檬酸钾以及宇航员的日常生活习惯,对肾结石的形成有哪些影响。 这是一个短期内难以完成的实验。NASA不可能专门为了研究肾结石而派一队人去太空,而维特森需要对所有被测试的人进行长时间跟踪,再花大把的时间去分析。因此,直到今天,对于柠檬酸钾在太空中的效力究竟如何,维特森的小组仍不能给出明确答案。

NASA想让宇航员喝尿

即使实验结果令人满意,对宇航员来说,靠吃药来避免肾结石也不是最好的办法。在太空中,每升水的成本高达1万美元,而且全部要靠飞船送上去。像国际空间站,每年至少要消耗2200升淡水,实际成本接近3000万美元,根本不可能让宇航员敞开肚皮喝。所以,NASA就想出了一个让宇航员喝尿的主意。

早在几年前就有消息说,美国准备在今年把一个尿液循环机送上国际空间站。过去,宇航员排出的尿曾直接被丢到太空里。美国《侨报》的一篇报道说,NASA曾向太空中丢弃许多来自空间站的垃圾,比如牙膏、剃须乳液,甚至包括被固化的尿。结果,这些固化尿不幸击中了印度尼西亚的一颗人造卫星,所以后来NASA就不敢这样做了,全部打包带回地球处理。但这很占地方,成本也高。所以,循环机如果真能投入使用,那真是解决了空间站的大问题。据说它可以将宇航员的尿液、汗水,甚至太空实验室的老鼠尿转化成纯净水。宇航员小便后,循环机会像尿液中添加化学物质,防止发生化学反应,阻碍微生物生长,接着通过一个迅速旋转的蒸馏圆筒,使尿液中85%的水分都能被回收,经过滤杀菌之后,就能成为可以饮用的纯净水。 一切听起来很炫,关键看能否实现,是否就此让宇航员摆脱肾结石这个职业病还不好说,但至少能让他们在关键时刻多一口水喝。 (::《新知客》杂志2008年9月号)

参 考 资 料 宇航员面对的健康风险

噪音 在空间站中,大量杂乱的声音会使宇航员恶心、头痛并失去方向感。

失重 长期失重会使人鼻子充血、脸部肿胀、骨骼缺钙,引发肾结石和肌肉萎缩。

缺少运动 对宇航员来说,腹胀和便秘是最普通的现象。
影响睡眠 看不到有规律的日出日落会打乱宇航员的生物钟,所以他们的睡眠质量很差。

不能整形 塞入人体的硅胶可能在太空中发生爆炸,所以禁止女宇航员隆胸。 行动不便 很多宇航员称着陆地球后“重生”,因为刚返回地球的那段时间,他们很难移动自己的手和脚。
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