宇航员登上火星的第一感觉会是：腿软？

自从人类第一次进入太空之后，宇宙中的特殊环境对人体会造成什么影响一直是科学家关注的问题，因为如果证明人类不能很好的适应外太空环境，那么所有关于探索宇宙、向着星辰大海出发的豪情壮志都将烟消云散，人类只能是一种生活在银河系边缘穷乡僻壤的土著生物。

上世纪六十年代美苏航天员陆续进入太空并返回地球后，医生们就已经注意到他们的身体出现了贫血的特征，但是导致这一现象出现的机制一直不明确。加拿大渥太华医院研究所领导的一项世界首创的研究大大推动了这一领域的发展，论文于1月14日发表在 Nature Medicine。该研究显示，宇航员太空中被破坏的红细胞数量比在地球上的时候多了54%。在地球上，人类的身体每秒有200万个红细胞破坏，但同时也会新生200万个红细胞，而在太空中，被破坏的红细胞数量达到了300万个，新生的数量却没有增加，因而打破了人体的这一平衡。

红细胞也称红血球，是血液中数量最多的一种血细胞，是脊椎动物通过血液将氧气输送到全身各个组织的主要媒介。由于血红细胞减少引起的贫血，会导致供氧能力不足，令人头晕目眩，呼吸困难，浑身乏力。宇航员出现的贫血状态不光是在太空期间一直存在，之前的研究表明，回到地面上一年内，这种症状都不会消除，有人给它起了名字叫“太空贫血”。

宇航员蒂姆·皮克在太空完成了第一次抽血，作为研究的第一批样本。

图源：NASA

在这项研究之前，太空贫血被认为是人体对太空环境的一种适应性反应，由于失重，进入太空时宇航员上半身的液体会增加10%，这种方式会让宇航员的血管中流失10% 的液体，从而迅速破坏了10%的红细胞，而这些都会10天后恢复正常。但是这种理论并未得到过严肃的验证，而且无法解释为何他们回到地面后一年内仍然有贫血症状。

研究团队在2015年至2020年间共招募了14名宇航员（11名男性和3名女性）参加测试，他们平均在轨时间为167天，每位宇航员根据预先指定的时间表收集肺泡和环境空气样本以及血液样本。样本发回地面后，研究团队使用他们开发的新技术，能够精确测量宇航员呼吸样本中的微量一氧化碳——每当一个血红素分子（红细胞中的深红色色素）被破坏时，就会产生一个一氧化碳分子。

飞行工程师安妮·麦克莱恩手持生物医学装备。

图源：NASA

论文的通讯作者、研究员Guy Trudel 表示：其实当人们处于失重状态时，红细胞减少问题不大，而真正的问题会出现在降落在地球上或者其他星球上的时候，因为这时人们必须重新对抗重力，而红细胞不足会影响人体的力量、耐力等身体素质，这会直接降低人们完成任务的能力。现在的宇航员在刚回到地球时，都是被人抬出来的，但是如果要前往火星等地，那里的地面上可没有地勤人员准备好担架。

研究发现，13名宇航员中有5人在着陆时出现临床贫血（14名宇航员中有1人在着陆时未抽血）。同时发现，太空贫血是可逆的，在返回地球3至4个月后，红细胞水平会逐渐恢复正常。不过，在宇航员返回地球一年后再次接受测量时，发现红细胞的破坏程度仍比飞行前高出30%。

目前还不知道对于这种较高的红细胞破坏和产生速度，人体能承受多久，研究人员还没有找到其背后的确切生理机制。研究团队认为，这项发现带来的启示是多方面的。首先，今后对宇航员或太空游客的体检中，应该特别注意是否存在贫血问题或相关健康的状况；其次，研究结论显示，宇航员执行太空任务的时间越长，贫血就越严重，这对将来可能启动的，在月球和火星的常驻的计划提出了新的挑战。第三，为了能够改善贫血状态，可选择的办法之一是为宇航员提供有针对性的的饮食，但是这必须在对其发生机制有了更深入的了解之后。

参考文献：

1.https://www.nature.com/articles/s41591-021-01637-7

2.https://phys.org/news/2022-01-space-red-blood-cells.html