《柳叶刀》:登月50周年,探索宇宙让医学领域理解了什么?

1969年7月20日,经过最后紧张的13分钟下降,阿波罗11号成功在月球表面着陆。阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林首次踏上月球,迈出了人类的一大步。

美国国家航空航天局(NASA)大约有近40万人参与了这项计划。其中也包括航天医学的科学家们,他们的艰巨挑战是,保护阿波罗11号上的宇航员们免受恶劣太空环境的影响。在20世纪60年代,科学家们只能通过了解高真空、辐射、失重等物理环境来研究可能的后果,但太空环境究竟如何与人体生理学相互作用,这是一片未知领域。事实上,阿波罗计划期间,宇航员们也确实出现了各种医疗事件,从上呼吸道感染、脱水到前庭功能紊乱、减压病等,不一而足。

在这次太空飞行前后,科学家们对心血管、内分泌、神经、肌肉骨骼等多个器官和系统都做了详细的生理生化评估。虽然并未就此形成成熟的医学建议,但从这些数据出发,航天医学的科学家们开始了解如何帮助宇航员在太空中“安然度日”,并为此后的探索创造了更多机会。

自阿波罗计划以来,已有超过500名宇航员进入过太空。人类登月50周年之际,《柳叶刀》也回顾了探索太空过程中医学领域的积累。

图片来源:pixabay

不同于早期探索,在过去20年中,国际空间站的建立和使用为太空环境下人体生理学的研究提供了实验条件。随着科学发现的积累,科学家们逐渐了解,太空环境几乎影响人体所有的生理系统。

失重首先会导致肌肉和骨质的流失。如果缺乏有效干预,在太空中,骨密度的平均损失率可能超过每月1%-2%。通过特殊开发的运动装置来模拟物体重力,宇航员能够在太空中有效锻炼,从而大大减少了肌肉和骨骼的流失率。

心血管也会受到影响。微重力环境下,宇航员体内的体液分布和在地球上有很大的不同,比如体液头向转移(从下肢转移到上肢和头部),血管结构所承受压力消失,血浆容积下降,伴随压力感受器反射弧的变化……这些改变会导致宇航员返回地球后出现直立困难的现象。

图片来源:pixabay

作为人体平衡系统的重要组成,前庭系统以及其他关于位置、运动的感官同样表现出了对重力的依赖。在执行阿波罗8号任务——首次载人绕月飞行时,弗兰克·博尔曼就出现了恶心和呕吐。

在很长一段时间,神经系统也是太空医学领域的一个谜团。一直也都有宇航员报告在太空飞行期间出现视力变化。直到最近,科学家才在神经眼科领域找到了一些潜在解释,包括眼球后部被“压扁”、腰椎间盘水肿、视网膜棉絮状斑、视网膜脉络膜褶皱等。在一些出现腰椎间盘水肿的宇航员中,科学家们观察到了轻度颅内压升高。当然,科学家们还需要全面了解以确定这种现象真正的病因,以及手术是否有意义。

由于最可能影响任务操作,对心肺、肌肉骨骼和神经系统的研究是最受关注的部分。此外,科学家们还观察到了伤口愈合、免疫功能和昼夜节律改变等更广泛的功能紊乱。

如今,科学家们还在不断研究太空环境对人体的影响。得益于诸多医学努力和对生理变化的了解,在相应的应对策略下,宇航员们已经能够在空间站持续工作数月。今年,《科学》刊发长达20页的论文,通过比对两名双胞胎宇航员分别来自地球和太空的生理数据,让我们更进一步了解,长期生活在宇宙中,会给人体带来怎样的变化和影响。

图片来源:pixabay

《柳叶刀》评述指出,回望50年前,阿波罗计划是对人类生命、科学技术等多重边界的探索,而现代医学对人体健康的了解、对新疗法的研发也有相通之处。

阿波罗计划集结了科学、技术、工程等多种顶尖人才,医学前沿的开拓也绝非单个团队可以完成,离不开全行业的合作。

阿波罗计划不是也不可能是完全安全的,现代医学也是对治疗获益和副作用的平衡。

依靠诸多人的艰难付出,阿波罗计划在巨大的压力下实现了几乎不可能的任务,庞大团队的共同努力能够带来伟大的成果,这在医学领域也值得借鉴。

对浩瀚宇宙的好奇,将人类带往了月球。对生命的热情,也驱使着人类不断探索自身的奥秘。也许,这正是科学令人致敬之处。

参考资料(可上下滑动查看) 

[1] Kevin Fong. (2019). Moon landing: space medicine and the legacy of Project Apollo. The Lancet, https://doi.org/10.1016/S0140-6736(19)31568-5

[2] Francine E. Garrett-Bakelman et al., (2019), The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight, Science, DOI: 10.1126/science.aau8650

本文来自药明康德微信团队,欢迎转发到朋友圈,谢绝转载到其他平台;如有开设白名单需求,请在文章底部留言;如有其他合作需求,请联系wuxi_media@wuxiapptec.com

推荐阅读

NEJM:明确了,都很要命!中青年常见的血压“下压”高,也影响心梗和中风

柳叶刀子刊:中国人群肺癌遗传因素新成果!风险评分助力精准筛查

让血管重返青春!源自百岁老人的遗传密码,有望减少动脉硬化

预防阿尔茨海默病,每天要走多少步?哈佛研究再添新证!

JAMA:打破宿命论!无论遗传风险高低,这件事都能预防痴呆症

点个“在看”,分享医学新知