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        尋找健康生活的靈丹妙藥

        2012-11-29 10:00:12王巖松
        太空探索 2012年6期
        關(guān)鍵詞:帶狀皰疹航天員空間站

        □ 王巖松

        國際空間站作為獨(dú)一無二的空間科學(xué)實驗平臺,致力于增加關(guān)鍵技術(shù)的演示驗證和減輕人類空間探索面臨的健康風(fēng)險??臻g站的研究成果已經(jīng)或?qū)⒁旄H祟?,并將進(jìn)一步擴(kuò)大人類的生存空間、改善地球上生命質(zhì)量。

        對抗骨質(zhì)流失的醫(yī)學(xué)實驗

        骨骼在人體起著支撐身體和儲存鈣的重要作用。在微重力環(huán)境下,由于降低了體重負(fù)荷的刺激,成骨細(xì)胞的活性和骨質(zhì)量降低,航天員患骨質(zhì)疏松癥的機(jī)率增加10倍,同時,罹患腎結(jié)石的風(fēng)險大大增加。在長期空間飛行過程中,即使航天員保持每周6天、每天2個半小時的體育鍛煉,也不能避免骨質(zhì)流失和腎結(jié)石的發(fā)生。航天員在空間站駐留6個月骨質(zhì)將流失10%,返回地球后服藥3年~4年方可恢復(fù)。

        日本航天員在空間站每周服用藥物對抗骨質(zhì)流失

        航天員在實驗中要吃不同配方的營養(yǎng)餐

        骨質(zhì)疏松癥是一種危害公眾健康,尤其是中老年人的一種常見病,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。伴隨人口壽命的提高和社會老齡化的進(jìn)程,骨質(zhì)疏松癥的防治已經(jīng)引起醫(yī)務(wù)人員的極大重視。日本有1100萬人患骨質(zhì)疏松,每年有16萬患者接受股骨頭骨折手術(shù),全國用于此類骨折的醫(yī)療和護(hù)理費(fèi)用達(dá)到665.7億日元。日本宇宙探索局的太空生物醫(yī)學(xué)研究辦公室和美國航宇局合作進(jìn)行了生物醫(yī)學(xué)實驗,對駐站7名航天員每周服用70毫克阿侖膦酸鈉,并服用維他命D以及保持鍛煉。實驗結(jié)果表明,服用藥物可以降低航天員骨質(zhì)流失速度,把更多精力投入工作中。

        歐洲空間局研究人員一直在著力研究微重力環(huán)境下“鹽負(fù)荷”(SOLO)實驗對航天員身體的影響問題。研究人員對航天員鹽的攝入量進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明高鹽的攝入量會增加身體的酸度,

        SOLO實驗將指出骨代謝過程中鹽的影響并影響身體和骨質(zhì)代謝的酸堿平衡,從而加速骨質(zhì)流失。2010年~2011年期間,共有9名航天員接受了低鹽飲食法的測試,并與高鹽飲食的身體狀況進(jìn)行比對,結(jié)果顯示該方法能夠有效防治骨質(zhì)疏松。

        這些空間醫(yī)學(xué)實驗將有望對抗骨質(zhì)疏松癥,讓全世界老年人從中受益。

        歐洲航天員在空間站從事SOLO實驗的核心——骨質(zhì)流失測量

        國際空間站上的水循環(huán)設(shè)備

        典型被帶狀皰疹感染的多核巨細(xì)胞

        加拿大制造的“加拿大機(jī)械臂”2

        防治哮喘的技術(shù)

        一氧化氮或氮氧化物,在我們身邊無處不在。作為空氣污染物,主要由汽車尾氣和工業(yè)生產(chǎn)過程中的燃燒產(chǎn)生,它是破壞臭氧層的主要元兇,并容易形成酸雨。有趣的是,人體或哺乳動物發(fā)炎的組織也會釋放少量的氮化物,追蹤其源頭可發(fā)現(xiàn)病兆。哮喘患者的肺部發(fā)生炎癥,呼出的氣體中含有氮氧化物,檢測氣體可有效幫助診斷病情,調(diào)整用藥,防止炎癥進(jìn)一步加劇。

        國際空間站上,灰塵和漂浮顆粒易被航天員吸入,從而引發(fā)呼吸系統(tǒng)炎癥。歐洲空間局研制了輕型、便攜式、測量氮氧化物的精確裝置,使航天員可以在軌自行檢查身體狀況,以預(yù)防呼吸系統(tǒng)炎癥的產(chǎn)生。

        卡勒,一個10歲的哮喘患者,已經(jīng)獲益于這項空間技術(shù)。未來,他可以用類似國際空間站上的這種小裝置控制他的病情。

        志愿者在伊拉克安裝和試驗水凈化系統(tǒng)

        免疫系統(tǒng)早期檢測中的應(yīng)用

        航天飛行所帶來的生理、情緒和心理壓力可導(dǎo)致航天員免疫力下降,從而引發(fā)帶狀皰疹,這是一種非常痛苦的皮膚疾病。美國航宇局開發(fā)出一種新技術(shù),針對困擾航天員的皮膚疾病——帶狀皰疹,能夠在早期病變開始前檢測出免疫系統(tǒng)的變化,使得航天員在病痛出現(xiàn)之前即可接受治療。這種病毒的早期檢測和治療將減少疾病持續(xù)的時間及影響。

        引起免疫力降低最常見的原因是年齡增長,但長期壓力、化療、器官移植和傳染性疾病等也能引起免疫力降低。美國疾病預(yù)防控制中心稱,美國每年約有100萬人患帶狀皰疹,其中10萬~20萬人發(fā)展為帶狀皰疹后神經(jīng)痛,這種疼痛可以持續(xù)數(shù)月甚至更長時間。

        美國航宇局約翰遜航天中心的研究人員發(fā)現(xiàn),航天飛行過程中,航天員的體液中有四種人類皰疹病毒活性較強(qiáng)。由于細(xì)胞免疫功能降低,皰疹病毒易從潛伏期進(jìn)入活躍傳染期。當(dāng)繁殖的病毒釋放到唾液、尿液和血液中時,一種定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)方法可以檢測出這種病毒。PCR技術(shù)實現(xiàn)了病毒的早期檢測,從而防止了皰疹對皮膚造成的損害。早發(fā)現(xiàn)早治療的方式,有效限制了神經(jīng)損傷和疾病惡化。

        該技術(shù)不僅有益于航天員的身體健康,而且也使廣大民眾受益匪淺,僅在美國,每年就有百萬人可以運(yùn)用這種方法預(yù)防疾病、減輕痛苦。

        在癌癥治療方面的應(yīng)用

        人類一直在不斷尋求改善癌癥治療的新方法,美國國家癌癥研究所與NASA聯(lián)手在國際空間站這個微重力平臺,研發(fā)了一種“微膠囊”技術(shù),在癌癥治療方面取得了重大的進(jìn)展。研究人員發(fā)明的“微膠囊”內(nèi)充滿治療藥物,可被直接注射到血液中,進(jìn)入血液后藥物可直指腫瘤病兆。這種治療放射性傷害和癌癥等多種疾病的“微膠囊”技術(shù)較傳統(tǒng)的冷凍和化學(xué)療法在抑止癌細(xì)胞生長方面有著明顯優(yōu)勢。同時,“微膠囊”含有造影劑,利用CT、X射線或超聲波成像可監(jiān)測藥物在人體組織間的分布,確保腫瘤的整體治療。

        機(jī)械臂技術(shù)在外科手術(shù)中的應(yīng)用

        “加拿大機(jī)械臂”2和“的克斯特”機(jī)械臂研制者——加拿大MDA公司與薩瑟蘭德博士帶領(lǐng)的研究小組研制出名為“神經(jīng)臂”的外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)將為外科手術(shù)帶來變革,從而使顯微手術(shù)產(chǎn)生革命性的突破。利用該系統(tǒng),外科醫(yī)生可通過操縱計算機(jī)工作站,使“神經(jīng)臂”與核磁共振圖像儀協(xié)同作戰(zhàn),從而在顯微尺度下使用器械從事微細(xì)手術(shù)。

        水處理技術(shù)在水資源凈化中的應(yīng)用

        國際空間站上的水處理系統(tǒng),通過回收國際空間站上的廢水,經(jīng)過凈化處理成為可飲用水,這不僅降低了航天發(fā)射的載荷和成本,更為空間站保持6人常駐提供了重要保障。

        無論是空間站還是撒哈拉沙漠,水都是人類生存的關(guān)鍵。在伊拉克庫爾德人的小村莊,由于飲用水困難,人口數(shù)量由原來的1000人迅速減少至150人,被迫留下的人長期飲用已遭污染的河水。世界上有許多地方如伊拉克、馬來西亞、印度尼西亞等國正在遭受水危機(jī),國際人道主義救援組織希望利用國際空間站上的水凈化處理技術(shù),有效幫助這里的人民解決水危機(jī)。

        國際空間站上研制抗癌藥的設(shè)備

        高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的培育

        日本自2003年在“星辰”號服務(wù)艙完成9項蛋白質(zhì)結(jié)晶實驗,已經(jīng)掌握了培育高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的技術(shù),2009年7月在“希望”號實驗艙進(jìn)行的系列實驗,預(yù)計于2013年完成。這項實驗旨在發(fā)展生物大分子晶體的反擴(kuò)散技術(shù),在空間生長的晶體將應(yīng)用于結(jié)構(gòu)生物學(xué)和藥物活性。空間站能長久地提供晶體培育所需環(huán)境,并實時進(jìn)行X射線衍射測定,將搜集到的信息傳回地球,并最終在藥品設(shè)計階段中使用。

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