环境与健康案例分析

  1. 宇航员在太空失重的环境中工作,对生理和生命有没有伤害?

宇航员在太空失重环境工作,对生理生命没有伤害?

谢邀!

我们都知道,在人类的进化过程中已经适应了地球重力环境中的身体结构和生理机能。太空失重则是人类在探索宇宙空间是所处的一种特殊环境,在太空中由于地球引力完全消失,人体处于失重状态。经过科学研究和宇航员的实践,失重对人体的身体机能及生理会产生严重影响主要表现为:

1.心血管功能障碍。失重时人体流体压力消失,血液和其他体液不像重力条件下那样向下半身流动。相反,下身的血液回流到胸腔、头部,可引起宇航员面部浮肿,头胀等。还可出现心律不齐、心肌缺氧以及心肌的退行性变化,并出现相应的心脏功能障碍,如心输出量减少运动耐力降低等,返回地面后对重力不适应而易于出现心慌气短以及***性晕厥等表现。

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图片来源网络,侵删)

2.骨质疏松。长期处于失重状态会造成人体骨质代谢紊乱,形成骨质疏松。这种骨质疏松一般难以恢复。

3.免疫功能下降。人体在失重状态下会影响到内分泌失调,进而引起免疫功能下降。

4.肌肉萎缩。由于在失重状态下,人体肌肉会出现废用性萎缩,这种萎缩在经过锻炼可以恢复。

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总之,失重状态会打乱人体长期在地球重力环境中形成的身体机能和功能,可严重影响人体健康和工作效率,因而成为载人航天面临的巨大挑战和障碍,是人类航天中必须解决的问题之一。

的确有伤害,但通常没有生命危险。

  • 首要风险是高能辐射

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    这方面有一个典型范例,前苏联物理学家布戈尔斯基在检查粒子加速器时,不小心把后脑勺卡在了质子束通道中,而不幸的是当时加速器的安全机制失效,于是他惨遭高能质子束“爆头”,据他事后讲述,在那个瞬间他看到了比一千个太阳还亮的光,他很快挣脱了束缚,不过为时已晚,他的左脸迅速肿胀,还伴随着脸部皮肤脱落,研究所把他紧急送到医院,所有人都认为他命不久矣,包括自己,但他最终侥幸生还,只是左脸肌肉失控导致左脸瘫痪,同时听力中枢受损导致听力丧失,另外还会偶发癫痫。但他没死,而且还顺利拿到了博士学位,此后结婚生子。由于左脸瘫痪,反倒在数十年后,让他的左脸皱纹明显比右脸少,但这不是青春常驻,只是告诉我们脸部肌肉反复收缩,必然导致皱纹更多,喜欢笑的人更容易显老。

    图示:布戈尔斯基被一束极细的质子束爆头,图中所示质子穿过他头的路径。注意质子束是从后脑进入从他鼻端射出。他之所以看到极量的光,可能是因为视觉中枢受到刺激所致,也可能是因为视网膜被质子穿过所致。

    而太阳风暴中就包含大量高能质子,以及其它离子。这些高能质子以及相应的高能射线(电磁辐射)能破坏人体组织,细胞和DNA分子的正常结构。地面上的人们,因为受到地球磁场,地球臭氧层和厚厚大气层的保护,通常不会有事。

    图示:“狂风中的地球”

    宇航员在太空中,一般比较关注的还是宇宙辐射,相对于致命的辐射来说,仅仅是失重的话影响并不大。不过失重确实也会造成一些问题,主要有以下三个。

    失重导致感官失灵

    人类的小脑负责平衡,前庭负责方向,但是失重的情况下,人类基本上无法强烈的感受到平衡感和方向感,导致这些感知机制都会出现错觉,从而引起异常的反应,比如晕车之类的呕吐反应,虽然宇航员们都经过了层层筛选和非人的训练,但是差异感真实存在,是人类就会感觉到不舒服的。另外,大家应该有尝试过跑步机,在跑步机上跑步或者走路,长时间过后在平地上走,就会明显感觉到不适应,更不要说失重环境下一呆就是好几天了。

    失重导致骨质疏松,肌肉萎缩

    失重环境下,我们的手脚肢体都不需要承载我们的肉体重量,这样直接导致长久不用而导致肌肉萎缩,骨骼疏松。就像长久卧床的病人,十天半个月如果不下床,基本上再下床走路站稳都比较困难了,而且还要经常锻炼腿部肌肉才行。

    而宇航员在失重情况下呆的过久,已经无法感觉到自己已经失去了骨骼和肌肉的力量,一旦回到地面,肉体再次承受如此大的重力,基本上无法站稳,更有甚者会导致骨折。比如下图中出舱基本需要人搀扶,而且只能坐着。

    失重导致血液重置

    大家应该都体验过倒立的感觉,会感到头脑发胀,眼睛快要爆出来了。其实这是因为大脑颅内压力的缘故,当人类直立的时候,大脑处于轻压力状态,这也是正常的颅内压力。如果脑内充血或多,则会引起各种心血管疾病,比如常见的脑溢血。所以,上太空可不是所有人都能上去,必须体制合格,否则所有措施都难以保证你的生命。

    以上是个人观点,欢迎留言评论

    太空失重环境会影响人的健康,任何一个正常人在床上躺一个月,就会暂时性的失去走路的能力需要,重新开始学习走路。如果躺的时间再长一点,腿部肌肉已经萎缩,学习走路就是一个艰苦的过程。

    太空中就不仅是走路的问题,人的骨骼,心血管都会改变。脊椎变长,身高增加只是小事,这些变化是可逆的。生命在于运动,长期得不到锻炼,会骨质疏松,关节变弱。

    失重下,人体血液循环也会有变化,长期失重,必然导致心脏机能的变化和血管的改变。

    从地球到太空,重力消失,是生理负担减小的过程,可以慢慢适应。从太空到地球,正好相反,是生理负担增大的过程,适应过程要困难的多。就像训练一名运动员要十几年,一年不训练就能变回普通人。

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