美國詹森航天中心的生物化學家佩吉·威特森(Peggy A. Whitson)，曾經帶領他的研究小組進行過一項調查，以確定長期太空旅行中太空人患腎結石的風險到底有多大。
基本介紹
- 中文名：佩吉·威特森
- 外文名：Peggy A. Whitson
- 職業：生物化學家
- 所在國家：美國
進本信息,研究成果,
進本信息
下一代載人登月注定將是一項長期任務。太空人在太空中生活的時間越長，如何處理他們排出的尿就顯得越發重要。2008 年7 月底，為了研究新一代登月飛船的廁所，NASA向社會公開徵集願意提供新鮮尿液的志願者，對象包括自己的雇員以及正好路過休斯敦的遊客或公務人員。而且公告特彆強調，這次徵集的是全程尿，不像醫院做尿檢那樣只要中段尿。這個要求與徵集這些尿的具體用途有關。它們將被用來研究尿中的固體顆粒堵塞管道的問題——需要從廁所沖走的當然不限於尿的哪一部分。至於如何清除這些顆粒，NASA 以及合作方漢密爾頓標準公司都沒有明確說明，只是說在實驗一種化學劑。但這次集尿活動卻引發了所有人對另一個問題的好奇心：這些太空人的尿里為什麼會有這么多的固體顆粒？
研究成果
美國詹森航天中心的生物化學家佩吉·威特森(Peggy A. Whitson)，曾經帶領他的研究小組進行過一項調查，以確定長期太空旅行中太空人患腎結石的風險到底有多大。他們選取了1995 年至1999年間在"和平"號空間站上連續工作超過100 天的太空人作為研究對象，分析了他們進入“和平”號空間站之前、其中和過後的尿液。結果顯示，這些太空人在進入空間站工作後，排尿的量比在地球上少了很多，然而尿液中磷酸鈣的濃度卻明顯比這些人在地面時高出許多，看上去也更混濁。這些磷酸鈣很容易在腎臟部位結晶形成腎結石。在這個過程中，太空人一開始不會感覺到任何疼痛。而他們尿液中的磷酸鈣濃度，要到返回地球一個月之後才能恢復正常。此時腎結石早已經形成，並且讓太空人感覺到明顯的疼痛，在不能及時得到醫治時會非常痛苦。
在微重力環境的太空中，人骨中鈣的損失是引起這些太空人腎結石的原因之一。在我們的骨骼組織中，既有破骨細胞又有成骨細胞。成骨細胞不斷地將磷酸鈣存儲在骨基質中，起成骨作用。破骨細胞則不斷地祛除骨基質中的磷酸鈣，起破骨作用。顯然通常情況下，這兩種活動過程是相互平衡的。然而一旦進入太空，由於重力幾乎為零，骨頭缺少壓力，促使成骨細胞活動所需的刺激不存在了，但破骨細胞的活動仍然在繼續著，因此骨骼就被破壞得多，重建得少，導致鈣以及其他組成骨骼的物質流失，繼而引起血液中鈣水平的上升，很容易引發腎結石。雖然大量喝水有助於排出這些結石，減少尿液中磷酸鈣的濃度，但是很明顯太空中不具備這樣的條件——在那裡，每一滴水都是珍貴的。威特森的小組需要另闢蹊徑，找出一種有效的製劑來幫助太空人。
檸檬酸鉀是目前最常用的預防結石的藥物。它的基本原理就是讓鉀離子替代鈣離子與磷酸結合，鉀很活躍，在人體內代謝得很快，不會再形成磷酸鈣的結石。但是檸檬酸鉀在微重力環境下是不是還能發揮作用，這就要通過實驗來證明了。威特森的小組目前正在進行這項實驗。他們把將會在太空中工作的人員分成兩組：一組從發射3天前開始，直到返回地面14 天以後，每人每天服用兩粒檸檬酸鉀；另一組則每天服用兩片無效對照劑。然後他們再採集這些被測試者從任務開始到中間再到任務結束三個時段的尿液樣本，並讓這些人自己每天記錄飲食、喝水、服藥和鍛鍊的情況。整理好的尿樣和記錄最終會集中到佩吉·威特森這兒。他和同事們將會仔細地研究這些尿液的成分，來判斷每一位太空人患腎結石的風險，然後再對照這些人每天所吃的藥和自己記錄的生活情況，分析檸檬酸鉀以及這些日常的生活習慣具體對結石的形成有哪些影響，到底是哪一種因素促進或是緩解了結石的生成。
這絕對是一個短期內難以完成的實驗。NASA不可能專門為了研究腎結石而派出一隊人到太空去，而威特森則需要對所有被測試的人進行長時間的跟蹤，再花大把的時間分析最後的那些數據，所以直到今天，對於檸檬酸鉀在太空中的效力怎樣，威特森的小組還不能給出一個明確的答案。
但是即使實驗最終取得了滿意的答案，證明檸檬酸鉀在太空中也像在地球上一樣有效，對太空人們來說，靠吃藥避免腎結石也不能說是最好的解決方案。在地球上隨便問一個醫生，他都會建議你這時候應該多喝水。然而在太空里每升水的成本高達1 萬美元，而且全部要靠飛船運送上去。像國際空間站這樣的地方，每年至少要消耗 2200 升淡水，實際的成本已經接近3000 萬美元，不可能讓太空人們可著勁兒喝。所以NASA 自己就想出了一個給太空人喝尿的主意。
早在幾年以前，就有訊息說美國會把一個尿液循環機送上國際空間站。在過去，太空人們排出的尿曾被丟棄到太空里。據美國的的一篇報導說，NASA 曾經向太空丟棄過來自空間站的生活垃圾，比如牙膏、剃鬚乳液，甚至包括乾燥的尿塊。結果這些尿塊不幸擊中了一顆印度尼西亞的人造衛星，所以後來NASA 就不敢再將人的排泄物遺棄到太空了，全部都打包帶回地球處理。不但很占地方，成本還很高。所以這個循環機如果真能夠投入使用，那真是解決了空間站的大問題。據說它可以將太空人的尿液、汗水、甚至太空實驗室的老鼠尿都轉化成純淨水。在太空人小便後，它會向尿液中添加化學物質，防止尿液化學反應，阻礙微生物生長，接著通過一個迅速旋轉的蒸餾圓筒，使尿液中85% 的水分都能夠被重新回收，再經過過濾殺菌之後就成為能夠飲用的純淨水了。
