自進(jìn)入空間站階段以來，中國載人航天開啟了航天員長期在軌駐留的時代。在太空飛行中，航天員的身體健康會受到失重、輻射、幽閉環(huán)境及晝夜節(jié)律改變等因素的影響。其中，失重所致的心血管功能改變是影響航天員健康及工作效能的首要因素，須采取有效的對抗失重措施，以減輕長期飛行對航天員心血管的不良影響，且在航天員返回地面后，幫助他們再適應(yīng)地面環(huán)境。

針對失重導(dǎo)致的心血管功能紊亂的防護(hù)，目前采用的措施主要包括運(yùn)動鍛煉、藥物防護(hù)、輔助設(shè)備防護(hù)以及飛行前的適應(yīng)性訓(xùn)練等。

運(yùn)動鍛煉****運(yùn)動鍛煉是對抗空間運(yùn)動病的重要措施之一，不僅能增加航天員的心血管負(fù)荷，調(diào)動和增加有效循環(huán)血量，提高心肺功能和有氧工作能力，同時也能維持下肢肌力，對抗失重性肌萎縮和代謝改變。

在軌飛行期間的運(yùn)動鍛煉對維持心血管適應(yīng)航天環(huán)境非常重要，選擇高效的運(yùn)動方式、制定最佳的運(yùn)動方案是載人航天健康保障的一個重要問題。國外研究表明，每天保持至少2小時的在軌有氧運(yùn)動訓(xùn)練，能有效維持航天員長期飛行下心血管系統(tǒng)功能的穩(wěn)定。因此，航天員在天上鍛煉不僅僅是為了健身，更與他們的正常工作、身體健康以及生命安全密切相關(guān)。

運(yùn)動鍛煉均要在特殊器材上進(jìn)行。我國的空間鍛煉器械設(shè)備由**“三小三大”組成。其中，“三小”指拉力帶、握力器和呼吸肌鍛煉器**。

航天員陳冬使用拉力帶↑↑↑

航天員聶海勝佩戴呼吸肌鍛煉器↑↑↑

“三大”指太空自行車功量計、太空跑臺和抗阻鍛煉裝置

太空自行車功量計航天員劉洋執(zhí)行神舟九號任務(wù)期間，在天宮一號內(nèi)首次使用了太空自行車功量計進(jìn)行鍛煉，這也是我國航天員首次在太空使用自行車功量計。

航天員劉洋在天宮一號內(nèi)使用太空自行車功量計↑↑↑

與在地面騎自行車不同，太空自行車功量計在使用時以功率計算航天員的運(yùn)動負(fù)荷，分25瓦特、50瓦特等多個強(qiáng)度等級。為確保鍛煉效果，我國采用個人最大心率相對值作為強(qiáng)度指標(biāo)，為每名航天員開出了不同的“運(yùn)動處方”。

航天員劉洋在空間站內(nèi)使用太空自行車功量計↑↑↑

航天員蔡旭哲在空間站內(nèi)使用太空自行車功量計↑↑↑

除鍛煉外，太空****自行車功量計也用于飛行中航天員心血管功能的評測。通過定期測量最大耗氧量來評價航天員的心肺功能，是地面支持人員了解航天員心血管功能狀態(tài)的重要手段，也便于制定下一階段的鍛煉方案。

太空跑臺在太空跑步是一種非常有效的失重生理效應(yīng)防護(hù)措施，太空跑臺也是太空“健身房”中必備的裝備。太空跑步機(jī)與地面的差別在于，需要一套束縛裝置將人約束在跑臺的表面，該裝置類似于彈力系繩，通過對肩部、背部垂直向下的約束力，將力傳遞到航天員的腳部，使足底和跑臺履帶充分摩擦，使其實現(xiàn)在跑臺上站立、行走、跑跳等動作。

航天員聶海勝使用太空跑臺↑↑↑

抗阻鍛煉裝置近年來，載人航天飛行中航天員的運(yùn)動方案也在不斷改進(jìn)和完善，除傳統(tǒng)的有氧運(yùn)動外，抗阻鍛煉也被應(yīng)用于航天運(yùn)動方案中，其主要對下肢肌群力量和耐力有較好的鍛煉效果。我國自主研制的抗阻鍛煉裝置將隨夢天實驗艙上行，為航天員提供更全面和個性化的運(yùn)動條件。

藥物防護(hù)藥物防護(hù)具有簡單、便捷、省時等優(yōu)點，在航天員健康保障方面也一直備受關(guān)注。例如復(fù)方甘油和脈律定（防止心律失常）、抗利尿激素和加壓素（防止水和電解質(zhì)紊亂）、調(diào)節(jié)自主神經(jīng)的藥物（提高立位耐力）等調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)功能的藥物都曾被美國和俄羅斯航天員所使用。

中醫(yī)藥作為中華醫(yī)學(xué)的瑰寶，其“整體觀”“辨證施治”的理論，以及中藥多成分、多作用靶點和多作用途徑的特點，使之在航天醫(yī)學(xué)中可能發(fā)揮獨(dú)特的作用，因而具有特殊潛在的價值。我國“太空養(yǎng)心丸”自2012年研制成功后一直沿用到現(xiàn)在，可幫助航天員調(diào)節(jié)心血管功能，在太空中有效穩(wěn)定血壓和心率，其最大特點是能使航天員飛行前后心血管指標(biāo)變化不大。

傳統(tǒng)中醫(yī)藥手段的介入，不僅能對抗立位耐力下降、心血管功能失調(diào)等問題，對改善空間運(yùn)動病也有良好的效果，有望為航天員健康和心血管保護(hù)提供具有中國特色的保障措施。

輔助設(shè)備防護(hù)飛行期間，航天員會穿著失重防護(hù)服，也就是“企鵝服”，其內(nèi)部有很多彈性帶，航天員在進(jìn)行操作活動和運(yùn)動時須克服服裝彈力作用，以此達(dá)到鍛煉肌肉的效果**。**另外，可通過負(fù)壓筒、下體負(fù)壓褲、自行下體負(fù)壓訓(xùn)練器等設(shè)備在航天員腰部以下施加一定的負(fù)壓，促使血液向下肢轉(zhuǎn)移，通過人為改變血液分布以對抗失重引起的血流動力學(xué)改****變。

航天員在軌工作時穿著失重防護(hù)服↑↑↑

有針對性地采用營養(yǎng)、理療、低負(fù)荷力量與耐力訓(xùn)練等綜合康復(fù)措施，可促進(jìn)其心血管功能和運(yùn)動能力恢復(fù)，使其盡快重新適應(yīng)地球重力，并提高其再次參加飛行任務(wù)訓(xùn)練的能力航天員從太空返回地面時和返回后穿著抗荷服，可以減少重力作用所致的下肢血液淤積，有助改善和提高立位耐力。同時，有針對性地采用營養(yǎng)、理療、低負(fù)荷力量與耐力訓(xùn)練等綜合康復(fù)措施，可促進(jìn)其心血管功能和運(yùn)動能力恢復(fù)，使其盡快重新適應(yīng)地球重力，并提高其再次參加飛行任務(wù)訓(xùn)練的能力**。**

可見，運(yùn)動鍛煉是目前長期航天飛行中保護(hù)心血管功能最有效、最常用的措施，通過飲食和營養(yǎng)調(diào)節(jié)改善代謝也是安全、可行的方法，飛行期間及返回地面后多重綜合防護(hù)措施的聯(lián)合應(yīng)用仍是最穩(wěn)妥、可靠的策略。

太空的失重環(huán)境為人類開展生命科學(xué)研究提供了便利條件。神舟十三號乘組在軌期間，首次建立了空間條件下細(xì)胞的長期培養(yǎng)體系和細(xì)胞模型，科研人員將人體尿液中的腎上皮細(xì)胞，通過基因重編程的方式轉(zhuǎn)化成具有多種功能的干細(xì)胞，干細(xì)胞又分化成為心肌細(xì)胞。利用心肌細(xì)胞對重力敏感的特性，科研人員根據(jù)航天員在軌實驗觀測，比對心肌細(xì)胞在重力條件下和失重條件下的收縮過程、收縮特點，以便更好地了解失重條件下人的心血管變化特征。

人類首次觀測到失重條件下心肌細(xì)胞“鈣信號閃爍”↑↑↑

隨著空間站建造的不斷深入，未來進(jìn)一步獲得航天員空間中長期太空駐留的系統(tǒng)性健康數(shù)據(jù)，明確太空各種因素對心血管系統(tǒng)等的影響，并研發(fā)更有效的綜合防護(hù)和對抗措施是航天醫(yī)學(xué)發(fā)展的重要目標(biāo)。深入認(rèn)識長期飛行中航天員心血管功能改變及其適應(yīng)規(guī)律，建立精準(zhǔn)的在軌生理檢測技術(shù)和評價體系以及個性化、高效的心血管保護(hù)策略，將為我國面向空間站的長期航天飛行生命保障和健康支持體系提供有力支持，并為人類空間探索提供重要生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。

【來源/中國航天員科研訓(xùn)練中心、空軍軍醫(yī)大學(xué)航空航天醫(yī)學(xué)系

《長期航天飛行心血管保護(hù): 問題與挑戰(zhàn)》（邢文娟 邢長洋 凌樹寬 李英賢 高峰）】