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人類長期生活在地球上，組織器官適應了1g的重力環(huán)境，當航天員進入太空環(huán)境時，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，同時肌肉運動減少，對骨骼的刺激減弱，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險因素之首。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？實際上，人體骨骼就像一個大型工地，始終處于拆遷和蓋樓的動態(tài)平衡中，其中的拆遷隊叫做破骨細胞，分解骨中的無機質(zhì)并釋放出鈣離子；建筑隊叫成骨細胞，負責合成骨基質(zhì)。進入失重環(huán)境后，成骨細胞和破骨細胞的代謝平衡被打破，成骨細胞功能被抑制，而破骨細胞更加活躍，從而導致骨質(zhì)疏松和機體鈣代謝紊亂。
空間骨丟失原理
因此，航天員在執(zhí)行繁重任務的同時，還要花費大量時間鍛煉，增加肌肉的運動，增強對骨骼的刺激和對骨骼血液的供應，有效減緩骨質(zhì)疏松的形成，以對抗空間骨丟失。
航天員在太空與地面都要進行身體鍛煉
在天宮二號空間實驗室中，就為航天員準備了“跑臺”及特殊的健身器材。通過特殊的跑步機和動感單車，可以幫助航天員鍛煉心肺功能，使用骨丟失對抗儀敲打人體小腿部位相應穴位，可以刺激骨骼、改善血液循環(huán)，幫助航天員對抗骨質(zhì)疏松，保障骨骼健康。
航天員景海鵬、陳冬在天宮二號內(nèi)健身
2019年，中國航天員科研訓練中心和北京大學分子醫(yī)學研究所科研團隊發(fā)表了空間骨丟失相關的研究論文，該研究建立了成骨細胞內(nèi)鈣信號的變化與骨形成之間的清晰關系，揭示了骨形成調(diào)控的一種全新作用機制。
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科研團隊發(fā)表在國際權威期刊NatureCommunications上的文章
這項研究為空間骨丟失的對抗防護及骨質(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期我國航天員的身體健康提供進一步的保障。
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