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失重生理效應 (Physiological effect of weightlessness)
失重對航天員生活的影響
人長期生活在地面有重力的環境裡,一旦進入失重環境,就會感到生活習慣不適應。為此,對航天員的生活須採取各種措施:為航天員設計緊身服裝,因為肥大的衣服會漂浮起來;對座艙中的物品加以固定,避免自由漂浮;食物塊破碎或表面掉下的粒屑,會飛揚起來,鑽進航天員的
眼睛、
鼻子,甚至吸入氣管,引起生命危險,因此航天食品要做成塊狀,一口一塊;飲水時要用管子通入口中,防止水珠進入氣管;洗漱濺水,須用吸水器吸乾,以防止水珠聚積在空中,造成危害;航天員睡覺須用帶子或睡袋把自己捆住;在失重條件下行走時,航天員須穿用帶鉤的鞋子,能掛住格線狀的地板(天花板)。
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失重的預防措施
防止失重對航天員的不良影響,需採取綜合措施:航天員訓練,合理的作息制度,合理的飲食和營養,體育鍛鍊和藥物預防。航天員應保持充足的休息和睡眠時間;食用含鉀、鈉、鈣離子豐富的食品,返回前飲用鹽水,以補充水分,增加循環血量,提高定位耐力;在航天中加強體育鍛鍊。
航天員返回地面以後,經過數天至一個月,失重所造成的各種生理反應便可以全部消失,身體機能就會逐步恢復正常。
失重對人體生理變化的影響
心血管功能改變。失重時人體的流體靜壓喪失,血液和其他體液不像重力條件下那樣慣常地流向下身。相反,下身的血液回流到胸腔、頭部,航天員面部浮腫,頭脹,頸部靜脈曲張,身體質量中心上移。人體的感受器感到體液增加,機體通過體液調節系統減少體液,出現體液轉移反射性多尿,導致水鹽從尿中排出,血容量減少;出現心血管功能降低徵候,如心輸出量減少、立位耐力降低等,返回地面後短時對重力不適應。
隨著航天的時間延長,心血管功能可在新的水平上達到新的平衡,心率、血壓、運動耐力恢復到飛行前的水平。失重引起血容量減少的同時可出現血紅細胞、血紅蛋白量的減少,這些隨著航天時間的延長逐漸恢復正常。
失重時,出現頭暈、噁心,腹部不適,體位翻轉等運動病症狀,稱為航天運動病,又稱航天適應綜合徵。發生率約占航天員總數的1/3~1/2。航天初期進入失重後即可發病,持續一周,失重一周之後,前庭功能可對失重適應。有人認為失重時感覺重力的器官將異常信號傳入大腦,形成前庭、視覺、運動覺等信號衝突,引起各分析器相互作用紊亂,導致航天運動病。航天運動病至今還不能完全預防,發病時可服抗運動病藥物。
骨鹽代謝紊亂。失重會引起人體的骨無機鹽代謝紊亂,經尿排出的鈣磷增加,鈣的排出量每月約六克左右。負重的跟骨、股骨等骨鹽喪失較大,上肢撓骨、尺骨則較輕。脫鈣的原因是適宜載荷垂直負重對骨骼肌肉的刺激減弱或消失,血液供應減少,骨細胞營養改變,破骨細胞功能增強,成骨細胞功能減弱,分解過程大於合成過程。骨鹽的喪失引起骨質疏鬆,而且持續時間很長。
失重引起的肌肉變化,主要表現在對抗重力的肌群張力減弱,甚至萎縮。原因是抗重力肌不需做功,出現廢用性萎縮。一般認為人在失重下生活六個月,生理功能不會發生不可恢復的改變。