趣談：天上一天地上一周？在天上人會更長壽嗎？

2015年到2016年，NASA（美國航空航天局）在國際空間站上開展了為期一年的“雙胞胎實驗”。實驗期間，一對同卵雙胞胎航天員中的弟弟斯科特·凱利在國際空間站上駐留了340天，而他的哥哥邁克·凱利則留在了地球上與斯科特共同執行雙胞胎任務。地面的科學家同時觀測兩兄弟的生活，并在任務全程定期提取血樣進行分析。借此對國際空間站駐留任務前中后兩兄弟各項生理數據的異同進行比對。這項實驗研究了太空環境對人體的基因表達、生理變化、免疫功能、認知能力等十個方面的影響。

NASA“雙胞胎實驗”中的雙胞胎航天員（圖片來源：NASA官網）

“雙胞胎實驗”取得了很多研究成果，其中一項發現就是——太空中人的端粒會變長。既然端粒的加長意味著衰老速度的減緩，那是不是表明長時間的空間飛行會延長人類的壽命呢？

(資料圖片僅供參考)

我們先來了解下什么是端粒。端粒是一小段DNA-蛋白質復合體，存在于染色體末端，用于保護DNA主要部分不在細胞分裂期間受損，端粒的長度反映細胞復制史及復制潛能，隨著年齡的增長，端粒長度往往會縮短。端粒越短，表明細胞的壽命越短；越長，表明細胞的再生能力越強。所以，端粒的長短意味著衰老的程度。

端粒位于染色體末端（圖片來源：NASA官網）

然而，令人遺憾的是，NASA研究人員發現，在斯科特返回地球后的幾天內，他的大多數端粒又縮短了，恢復到和邁克相同的長度[1]。變長和變短的原因都很復雜，科學家們還在研究中。航天員在國際空間站執行嚴格的運動鍛煉何平衡的熱量攝入是有利于維持端粒長度的，所以，不管在天上還是地球上，更健康的生活方式可以延長壽命。

其實，太空并不是神話故事里長生不老的仙境，包括NASA“雙胞胎實驗”在內的一系列研究結果表明，太空環境對我們并不友好。先不考慮高真空、強輻射、極端溫度等惡劣因素，單就重力因素而言，人類在地球上生活了數十萬年，身體是按照適應地球重力環境的方向來進化的，目前看來人類在微重力環境下生存還存在許多的不適應和要解決的醫學問題。

長期飛行的航天員免疫功能為什么下降？航天飛機、俄羅斯飛行器和國際空間站上進行的實驗表明，微重力環境下免疫細胞信號、細胞因子發生了變化，表明免疫系統在微重力條件下受到抑制。當然，微重力之外，生理壓力、晝夜節律紊亂、輻射和其他航天因素也可能影響航天員的免疫反應[2]。

針對心腦血管功能退化的現象，科學家研究發現，在微重力環境下，人類會出現心臟的形狀改變，用于收縮血管的肌肉萎縮等情況，從而導致心腦血管功能，如調節血壓的能力下降[3]。 例如斯科特的頸動脈就在國際空間站駐留期間出現了擴張，其頸動脈壁的最內兩層出現增厚，科學家們推測這可能與潛在的心腦血管疾病相關。

肌肉萎縮、骨丟失（骨密度下降）等現象，都與人在微重力環境下處于低動力狀態有關，可以通過在太空中開展合理的鍛煉能得到有效緩解。骨丟失原因及機理的研究不僅有利于航天員的健康，也有助于解決地球上人類衰老造成的骨骼強度下降等問題。

經過長期太空飛行的航天員還出現視力下降現象。有意思的是，男性航天員這一問題似乎比女性嚴重，小鼠實驗以及航天員在軌測試研究表明，航天飛行影響腦血管阻力和收縮力，一些航天員表現為顱內壓升高，并引發航天員視力障礙[4]。

航天員在國際空間站進行眼部超聲成像檢查（圖片來源：NASA官網）

另一方面，心理問題也是人類在太空生存不得不面對的問題。隨著飛行任務的復雜化，封閉環境內乘員的不斷增加，會導致空間站乘員人際關系和心理狀態越來越復雜，處理也越來越困難，從而造成航天員的心理障礙，影響航天員的工作和健康。

盡管如此，人類探索太空的腳步不會停止。隨著航天技術的發展，人類星際移民可能成為現實。但是太空中的微重力環境、宇宙射線、封閉的太空艙都有可能對人類的生理和心理健康產生影響。在星際旅行的大幕拉開之前，科學嚴謹地評估太空環境對人類健康的影響尤為重要。中國空間站里有許多航天醫學實驗項目，研究太空環境對人體的影響和對策，相信會產生一大批成果造福人類。

參考文獻：

[1] NASA’s Twins Study Results Published in Science Journal. NASA官網.

[2] Scientists Probe How Long-Term Spaceflight Alters Immunity. NASA官網.

[3] Cardiovascular Health in Microgravity. NASA官網.

[4] Fluid Shifts Before, During and After Prolonged Space Flight and Their Association with Intracranial Pressure and Visual Impairment. NASA官網.

[5] 愛太空航天科普中心. 大熊貓漫游中國空間站.

科學審核： 李瑩輝 中國載人航天工程航天員系統副總設計師，國際宇航科學院院士

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