人類長期生活在地球上，組織器官適應(yīng)了1g的重力環(huán)境，當(dāng)航天員進(jìn)入太空環(huán)境時(shí)，便不受重力作用“漂浮”在太空。

    在失重環(huán)境下，由于作用于人體下肢、骨盆、脊椎等承重骨的壓力減小，同時(shí)肌肉運(yùn)動(dòng)減少，對(duì)骨骼的刺激減弱，使貯存在骨骼中的鈣脫離骨基質(zhì)，臨床表現(xiàn)為骨骼質(zhì)量減輕，骨密度下降，導(dǎo)致航天員出現(xiàn)骨質(zhì)疏松等癥狀，這就是所謂的空間骨丟失。

在失重環(huán)境下的航天員

    空間骨丟失被列為長期空間飛行面臨的各種風(fēng)險(xiǎn)因素之首。在國際空間站工作的航天員，脊柱骨密度平均每月下降0.9%，髖關(guān)節(jié)骨密度平均每月下降1.4%-1.5%。

空間站上人體身體各部位骨礦物質(zhì)密度變化

那么，空間骨丟失是如何形成的呢？

    實(shí)際上，人體骨骼就像一個(gè)大型工地，始終處于拆遷和蓋樓的動(dòng)態(tài)平衡中，其中的拆遷隊(duì)叫做破骨細(xì)胞，分解骨中的無機(jī)質(zhì)并釋放出鈣離子；建筑隊(duì)叫成骨細(xì)胞，負(fù)責(zé)合成骨基質(zhì)。進(jìn)入失重環(huán)境后，成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的代謝平衡被打破，成骨細(xì)胞功能被抑制，而破骨細(xì)胞更加活躍，從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和機(jī)體鈣代謝紊亂。

空間骨丟失原理

因此，航天員在執(zhí)行繁重任務(wù)的同時(shí)，還要花費(fèi)大量時(shí)間鍛煉，增加肌肉的運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)對(duì)骨骼的刺激和對(duì)骨骼血液的供應(yīng)，有效減緩骨質(zhì)疏松的形成，以對(duì)抗空間骨丟失。

航天員在太空與地面都要進(jìn)行身體鍛煉

    在天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室中，就為航天員準(zhǔn)備了“跑臺(tái)”及特殊的健身器材。通過特殊的跑步機(jī)和動(dòng)感單車，可以幫助航天員鍛煉心肺功能，使用骨丟失對(duì)抗儀敲打人體小腿部位相應(yīng)穴位，可以刺激骨骼、改善血液循環(huán)，幫助航天員對(duì)抗骨質(zhì)疏松，保障骨骼健康。

航天員景海鵬、陳冬在天宮二號(hào)內(nèi)健身

    2019年，中國航天員科研訓(xùn)練中心和北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表了空間骨丟失相關(guān)的研究論文，該研究建立了成骨細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)的變化與骨形成之間的清晰關(guān)系，揭示了骨形成調(diào)控的一種全新作用機(jī)制。

科研團(tuán)隊(duì)發(fā)表在國際權(quán)威期刊Nature Communications上的文章

這項(xiàng)研究為空間骨丟失的對(duì)抗防護(hù)及骨質(zhì)疏松的治療提供了新思路，期待后續(xù)研究成果能為空間站時(shí)期我國航天員的身體健康提供進(jìn)一步的保障。