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空间生命科学面临的挑战

http://www.sina.com.cn 2007年06月04日 15:24  光明网-光明日报

  1961年4月12日,前苏联航天员加加林首次进入太空绕地球108分钟,标志着人类太空时代的到来。经过近50年的奋斗,太空探索得到了很大的发展。航天员在轨连续飞行已达到437天;火星载人飞行和月球基地建设都已提到了议事日程。

  太空探索的发展,提供了生命体一个前所未有的环境,这个环境的主要特征就是微重力和高宇宙辐射。载人飞行的经验告诉我们,航天员在长期的航天飞行中,将产生一系列与衰老相似的生理变化,主要表现在:骨质疏松,肌肉萎缩,心血管系统失调,立位耐受性下降,航天飞行性贫血,免疫系统特别是细胞免疫系统的抑制。

  以骨质疏松为例,对于人的衰老过程而言,人的骨骼系统的骨密度在35岁左右达到最大值,随后,骨密度大约以每年0.5%的速度下降,对于绝经期3—8年的女性,骨密度的丢失速率可达到每年1%—2%,但航天员在轨飞行一个月将平均丢失1.3%—1.5%的骨量,且这种骨量的丢失主要发生在承重骨,如腰椎、骨盘,如按这种速率丢失骨密度,需时2.5年的

火星载人飞行,预计将丢失20%—30%的骨量,也就是说一个40岁的航天员,经过载人火星飞行之后,他的骨量丢失程度将和一个80岁的老人相当。这个预测对于载人火星飞行的任务是一个重大的警示。月球上的重力是地球上重力的1/6,它是否能够满足月球基地上人类正常活动的生理需要,也是一个要迫切探索的问题。

  宇宙辐射对航天员的威胁,也成为航天飞行中的一个重要问题。

  研究人衰老的生理变化,和由航天飞行引起的类似于衰老引起的生理变化的异同,研究在细胞,生物大分子水平上的细胞凋亡、分化、增殖、分泌功能的影响机理和信号传导过程,了解重力对生理变化影响的机理,将有助于保证航天员的自身健康,同时也将可能深入了解衰老的机理,有助于延缓衰老,提高老年人的

生活质量。从航天员航天飞行的经验到生活在地球上的人类,我们可以看到,重力在保持人类年青和活力方面的重要性。

  航天飞行引起的航天员生理变化,已经成为太空探索的一个重要制约因素,因此各国相继研究了各种对抗措施,以对抗航天所造成的

  航天员生理变化,但至今收效甚少。这个问题是载人航天、深空探测的重大障碍,这就是空间生命科学的挑战性所在。

  在进入太空后,生物体将暴露在宇宙射线辐射下,在这种情况下,生物体是否发生变化、将发生什么变化?这是十分诱人的命题。在这些方面,人类已经得到了一些可喜的成果。

  空间生命科学与工程技术是一个全新的领域,是一门极具挑战性的蕴藏着重大发现的新兴学科,她的成果将大大促进我国航天科学和空间探索的发展,也必将造福于地球上的人类。

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