進(jìn)入21世紀(jì)，一門(mén)嶄新的醫(yī)學(xué)——太空醫(yī)學(xué)悄然興起。人類(lèi)又多了一種與各種疑難疾病抗?fàn)幍氖侄巍?/p>

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)宇航員執(zhí)行太空任務(wù)時(shí)，身體因擺脫地球引力而處于失重狀態(tài)（飛船里的重力僅為地球重力的百萬(wàn)分之一，科學(xué)家因而稱(chēng)之為“微重力環(huán)境”）。此時(shí)，宇航員的骨骼無(wú)需再支撐其全部重量，功能的衰退可能導(dǎo)致骨骼中鈣質(zhì)的大量流失。研究證明，人因長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)而導(dǎo)致的骨質(zhì)流失量平均每月高達(dá)總量的1％左右。

其實(shí)，太空飛行的持續(xù)失重對(duì)宇航員的骨骼影響，類(lèi)似于人在衰老后遇到的骨質(zhì)疏松癥。骨質(zhì)疏松癥是一種常見(jiàn)的骨科病，患者的骨骼變得十分脆弱，很容易骨折。

在人的一生中，其骨骼系統(tǒng)一直在經(jīng)歷著骨質(zhì)的持續(xù)增長(zhǎng)和流失。人體的骨骼因鈣和各種礦物質(zhì)的存在而變得強(qiáng)健且有韌性，擔(dān)負(fù)起支撐全身體重的重任。只要我們長(zhǎng)期堅(jiān)持體育鍛煉，不但自身的身體素質(zhì)會(huì)變好，骨骼也會(huì)更加健康強(qiáng)壯。

但是，當(dāng)人步入老年階段時(shí)，人的動(dòng)作變得遲緩，非但不再堅(jiān)持體育鍛煉，也變得不愛(ài)活動(dòng)了。此時(shí)，人的肌肉和心血管系統(tǒng)也開(kāi)始走向衰老。在失重的太空中，宇航員不再需要站立、行走或舉起重物，他們的肌肉特別是下半身的肌肉由于缺乏鍛煉而被閑置。由于不再需要克服重力將血液送入大腦，宇航員的心血管系統(tǒng)也不再像在地球上時(shí)那么強(qiáng)勁有力。

當(dāng)宇航員進(jìn)入失重環(huán)境時(shí)自身身體機(jī)能會(huì)進(jìn)行正常調(diào)整，因此，上述情況一般不會(huì)引起大問(wèn)題。但是，當(dāng)宇航員從太空返回地球時(shí)，就很可能因?yàn)榇竽X供血不足而導(dǎo)致昏迷，或因?yàn)楣琴|(zhì)疏松而無(wú)法正常站立，或因?yàn)槿砑∪獾氖д{(diào)而無(wú)法正常操控儀器，等等，這些都可能威脅到宇航員的生命安全。

為了盡可能減少微重力環(huán)境可能給宇航員帶來(lái)的危害，科學(xué)家特意為他們?cè)O(shè)計(jì)了一系列專(zhuān)業(yè)鍛煉器械。目前，太空中的國(guó)際空間站共配備了三種運(yùn)動(dòng)器械。前兩種屬于早期產(chǎn)品，其中有一種叫“雙輪測(cè)力計(jì)”。從外觀上看，它和健身房里的運(yùn)動(dòng)自行車(chē)沒(méi)什么兩樣，但配有一條特制的肩帶，用于將鍛煉者綁定，防止飄浮。這個(gè)器械的主要功用是強(qiáng)化宇航員腿部肌肉的鍛煉和增強(qiáng)其心血管系統(tǒng)功能。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)易，缺點(diǎn)是不能為骨骼提供足夠的負(fù)重。另一種叫“踏板跑步器”，是專(zhuān)門(mén)用于增強(qiáng)骨骼力量的器械。跑步器底部經(jīng)過(guò)特殊的彈性處理，能使鍛煉者感受到類(lèi)似地球引力般的拉力。這個(gè)拉力較強(qiáng)，宇航員不得不每隔5～10分鐘就停下來(lái)休息。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，通過(guò)體育鍛煉，可以有效地增強(qiáng)宇航員的體質(zhì)，減少骨質(zhì)的流失，可以延緩骨質(zhì)疏松癥出現(xiàn)。為了確保飛行任務(wù)順利完成，宇航員每天至少得鍛煉1～2個(gè)小時(shí)。此外，宇航員還得服用專(zhuān)家為他們準(zhǔn)備的藥物，預(yù)防身體機(jī)能的失調(diào)。隨著研究的進(jìn)一步完善，運(yùn)動(dòng)專(zhuān)家希望設(shè)計(jì)出更多高效、高能且令人愉悅的運(yùn)動(dòng)設(shè)備，讓宇航員花盡可能少的時(shí)間，享受對(duì)健康盡可能有益的鍛煉。

通過(guò)對(duì)宇航員在失重情況下生理機(jī)能改變的研究，科學(xué)家認(rèn)為，在沒(méi)有找到更多更有效的方法之前，無(wú)論是老人還是宇航員都應(yīng)該堅(jiān)持體育鍛煉。有規(guī)律的體育鍛煉可以增強(qiáng)體質(zhì)，也可以預(yù)防心臟病、糖尿病或直腸癌等疾病。

宇航員身處太空，無(wú)時(shí)無(wú)刻都離不開(kāi)航天器的保護(hù)。航天器為宇航員提供可以自由呼吸的空氣，提供適宜的溫度，進(jìn)行水循環(huán)處理，同時(shí)還保護(hù)他們不受外部真空的傷害。從這一點(diǎn)上看，生活在航天器中的宇航員更像是孕育在子宮中的胎兒，媽媽的子宮為胎兒提供了發(fā)育所需的氧氣和各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)還充當(dāng)了保溫箱和廢棄物處理站，保護(hù)胎兒不受外部環(huán)境的傷害。

如何才能更好地了解宇航員在太空中的健康狀況呢？科學(xué)家為航天器配置了各種生物傳感器，目的是可以隨時(shí)采集信息，以便對(duì)船艙內(nèi)的各種有機(jī)生命體包括宇航員、各種動(dòng)植物、細(xì)胞等的生存狀況實(shí)施監(jiān)控。這些生物傳感器主要負(fù)責(zé)測(cè)量相關(guān)生命體征和各種生理指標(biāo)，包括心律、血壓和體溫等。它們有的可以植入被監(jiān)測(cè)對(duì)象內(nèi)部，有的可以穿戴在表面，還有的被安放在飛船的各個(gè)地方。通過(guò)這些傳感器，科學(xué)家就能夠隨時(shí)收集各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)，判斷整個(gè)飛船的生命維持系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

科學(xué)家為了檢測(cè)宇航員的血液生化情況，如血液中的酸性物質(zhì)、鉀、鈣、二氧化碳及氧氣的變化，以判斷宇航員是否適應(yīng)太空飛行，正在研制一種可服用的微型生物傳感器。這種傳感器必須盡可能小，吞服后不至于危及宇航員正常的生理功能。

其實(shí)，微型生物傳感器在人類(lèi)的日常醫(yī)療中也非常有用。比如，科學(xué)家希望能夠通過(guò)微型生物傳感器對(duì)身處腹中的胎兒進(jìn)行全面監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)胎兒有異常立即將信息傳給醫(yī)生?？茖W(xué)家還設(shè)想在微型生物傳感器上安裝微型的手術(shù)裝置，那樣就能在人體內(nèi)進(jìn)行手術(shù)了。

許多疾病，比如腫瘤或病原體感染，均是由它們所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)造成的，如果能將這些致病的蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)搞清楚，科學(xué)家也許就能設(shè)計(jì)出更多的新藥，而且在增強(qiáng)藥物療效的同時(shí)盡可能地減少其毒副作用。

如何才能搞清楚蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)呢？可以采用X射線(xiàn)對(duì)其進(jìn)行反復(fù)轟擊。為了獲取準(zhǔn)確的信息，整個(gè)轟擊過(guò)程必須盡可能地避免外部干擾。然而，在地球的任何地方，重力都是無(wú)法避免的，因此，為了擺脫重力的干擾，現(xiàn)在科學(xué)家把實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到了太空。在那里，科學(xué)家不僅可以準(zhǔn)確無(wú)誤地獲得蛋白質(zhì)結(jié)晶體的三維結(jié)構(gòu)，而且還能培育出一些蛋白質(zhì)結(jié)晶體用于疾病治療。目前，科學(xué)家在太空實(shí)驗(yàn)中獲取到的蛋白質(zhì)結(jié)晶體三維結(jié)構(gòu)比在地球上多出40％以上。

在中美和南美地區(qū)有一種名為“查格斯”的疾病，這是一種依靠寄生蟲(chóng)傳播的由查格斯病毒引起的惡性傳染病，它威脅著大約2000萬(wàn)人的生命。查格斯病毒寄生在一種寄生蟲(chóng)體內(nèi)，這種寄生蟲(chóng)可以休眠很多年，而一旦變得活躍，它們攜帶的病毒就會(huì)感染人類(lèi)。查格斯病毒非常容易攻擊人的心臟，感染者的心肌最終會(huì)變得很虛弱，甚至?xí)蝗黄屏选＿^(guò)去，人們都誤以為查格斯病患者死于心臟病而不是病毒感染。

幸運(yùn)的是，20世紀(jì)90年代初，科研人員從哥斯達(dá)黎加一種熱帶植物中成功分離并提取出一種蛋白質(zhì)物質(zhì)，這種物質(zhì)能夠?qū)纳x(chóng)體內(nèi)的查格斯病毒形成有效的阻礙?？茖W(xué)家希望進(jìn)一步了解這種蛋白質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。之前，所有試圖解析蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的地面實(shí)驗(yàn)都以失敗告終。后來(lái)，宇航員把實(shí)驗(yàn)帶入太空，從而獲得了這種蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。眼下治愈查格斯病的概率已經(jīng)大大增加。

迄今為止，在美國(guó)宇航局的幫助下，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了30多種用于治療的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中好幾種已作為新藥先后進(jìn)入不同階段的臨床實(shí)驗(yàn)?？茖W(xué)家相信，通過(guò)了解更多的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，能夠制造出更多的新藥，用于治愈流感、糖尿病這類(lèi)在全球范圍較為普遍的疾病。