2003年10月15日 , 航天英雄杨利伟健步走进神舟五号载人飞船 。 第二天返回地面 , 他出舱时却由搜救人员上前搀扶并将他抬走 。 是什么原因使杨利伟在短短的21小时航天过程中发生变化 , 居然不让他独立行走了?这个原因叫做失重 , 专业一点的说法叫微重力 。 在微重力状态下人体会钙质流失 , 骨质疏松 , 如果自我负重 , 容易导致骨折 。 当然 , 杨利伟本人的情况其实并没有那么严重 , 他还是可以自主行走的 , 抬着他更多的是一种保护性措施 。 但这毕竟说明微重力对人体是有明显影响的 。 这还仅仅是不到一天的航天飞行 , 如果进行了几天、几十天、几个月的太空飞行后 , 情况又会怎样?除了骨质疏松 , 微重力还会带来其他的身体变化吗?
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生物体的结构与对重力的适应
重力其实并不是生命存在的必须因素 。 生命的基本特征 , 像新陈代谢、遗传物质的复制、细胞的分裂、对环境的应激性等 , 只要不存在过大的引力场 , 都可以进化出来 。 因此在寻找外星生物时 , 目标天体重力的大小并不是重要的考虑因素 。 但对于在特定重力环境下进化出来的生物而言 , 重力又是它们需要适应的环境因素之一 , 也是决定它们身体结构的因素之一 。 例如 , 地球的重力环境对生物体的尺度是一个限制因素 , 过大的动物 , 其肢体会承受不了自身的体重 。 如果它们生活在水里 , 有浮力作用的帮助 , 则体积可以更大些 。 因此地球上最大型的动物 , 像鲸 , 就生活在水中;搁浅的鲸通常就是死于过大的体重造成的身体坍塌 。 如果较小的星球 , 比如月亮那么大的星球 , 其他外界条件仍和地球相同的话 , 就有可能进化出更大体积的动物 。
当重力环境或身体支撑结构发生改变时 , 生物体会自动调节自身的结构以适应这种变化 。 这种适应性如果通过达尔文式的进化方式 , 那就要经过几代或更长的时间;也可能在很短的时间内产生身体结构的调整 , 就像杨利伟等航天员身上发生的骨钙丢失——在失重状态下 , 机体的各种重力负荷减轻 , 骨骼没有必要像以前那样坚硬 , 于是骨钙流失 。 当然 , 机体的这种快速“适用”不是我们所希望的 , 因为航天员毕竟只在太空待很短的时间 , 随后还要返回地面生活 , 这时骨折之类的危险就来了 。
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失重造成的体液重新分布及后果
除了带来机体支撑结构的改变外 , 失去重力还会带来其他很多变化 。 这些改变涉及到循环系统、免疫系统、神经系统……几乎机体的每一个系统都会或多或少地受到影响 , 而这些影响主要和一种改变有关 , 就是体液分布的改变 。 我们知道 , 由于重力作用 , 身体的各种体液 , 包括血液、组织液等都倾向于滞留在身体下部 。 我们站立时 , 体液向下身和两脚坠 , 躺着时流向后背和屁股 , 趴着时流向肚子……由于静水压的关系 , 我们身体不同部位的血压是不一样的:脚部的血压高 , 头部的血压低 。 我们所确定的“正常的”血压值其实是与心脏位置水平的上臂的血压 , 这是为了测量方便而设计的 。 身体本身也有自己的一套血压监测装置 , 随时测量血压 , 然后采取措施使血压回归正常 。 这个测量点不在上臂 , 而是位于人脖子处的颈动脉窦 。 人体对身体别的地方血压的高低不会特别在意 , 只有流向脑袋的血压才是需要控制的 , 那是为了保证脑子供血的精确度 。 所以身体检测血压的位置设在流向脑的入口处:脖子 。 有些人从坐或卧位突然站起会导致眩晕 , 称之为体位性低血压 。 这其实并不一定是我们平时测量的血压真低了 , 而是突然站立导致血液流向下身而致脑部缺血造成的 , 可以通过刺激“颈动脉窦”反馈性地让血压上升 。
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