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太空生活很有趣：看宇航員“天宮”如何健身？

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月15日 19:04

　　出品：科普中國(guó)

　　制作：健康生活管理師

　　監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

　　你還記得航天員王亞平、聶海勝、張曉光在“天宮一號(hào)”上過(guò)的一堂奇妙生動(dòng)的太空課嗎？航天員們輕松自如，面帶笑容地為我們展示了有趣的“天宮”生活，他們?cè)谔窄h(huán)境下，好像沒(méi)有一點(diǎn)不適應(yīng)。

　　這是怎么回事？不是說(shuō)人體有太空反應(yīng)嗎？

　　別急，告訴你一個(gè)秘密：這與航天員們天天堅(jiān)持“天宮”健身是密不可分的。

　　太空失重對(duì)人體的影響

　　我們知道，生活在地球上，人的肌肉和骨骼總是要不停地對(duì)抗重力，支撐自己的身體。然而，在太空中，由于沒(méi)有了重力的作用，人體并不需要這些對(duì)抗重力的支撐工作，但如果長(zhǎng)時(shí)間處于這種無(wú)重力的環(huán)境，那對(duì)血液循環(huán)、骨骼、肌肉等都會(huì)產(chǎn)生不利影響，例如失重會(huì)導(dǎo)致血液過(guò)多流向上身，還會(huì)肌肉萎縮、骨質(zhì)丟失等。

　　血液過(guò)多流向上身

　　在地球上，血液循環(huán)要對(duì)抗重力，所以流向上身的血液，需要心血管系統(tǒng)“分配”更大的力來(lái)把血液泵壓上去。由于失重，流向上身的血液不需要更大的力量，但實(shí)際上人體的心血管系統(tǒng)還是按照原來(lái)比例來(lái)分配力量，所以血液就過(guò)多流向上身，尤其是腦部。

　　其實(shí)不僅僅是血液，失重時(shí)人體的各種體液都會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題。這會(huì)破壞人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，導(dǎo)致頭部發(fā)脹、鼻腔堵塞、眼壓增大，味覺(jué)和嗅覺(jué)可能發(fā)生改變，甚至出現(xiàn)頭痛、惡心嘔吐、心率異常、血壓改變等。

　　肌肉會(huì)萎縮

　　當(dāng)人體進(jìn)入失重環(huán)境后，肌肉會(huì)開(kāi)始萎縮，尤其是對(duì)行走、負(fù)重和地面站立起支撐作用的肌肉，例如腿部肌肉，萎縮更甚。具體表現(xiàn)在肌肉纖維尺寸減小、質(zhì)量減少。

　　據(jù)科學(xué)統(tǒng)計(jì)，短期飛行課導(dǎo)致肌肉質(zhì)量丟失10%~20%；如不采取積極健身的對(duì)抗措施，在長(zhǎng)期飛行中肌肉可能丟失50%！

　　而另一方面，肌肉通過(guò)肌纖維的收縮活動(dòng)產(chǎn)生力量。在失重環(huán)境下，人體的肌肉，包括軀干、膝蓋和肩部等部位的肌肉，力量會(huì)明顯減弱，因?yàn)檫@些肌肉不需要克服重力來(lái)做功，幾天不用，就出現(xiàn)“不用則廢”的現(xiàn)象了。

　　骨質(zhì)會(huì)丟失

　　通常，骨骼形成、生長(zhǎng)和發(fā)育依賴于成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的動(dòng)態(tài)平衡。成骨細(xì)胞可以感受包括重力在內(nèi)的各種機(jī)械應(yīng)力的刺激，并不斷進(jìn)行相應(yīng)的變化。在失重的情況下，肌肉張力降低，骨骼的負(fù)荷降低，促使成骨細(xì)胞活動(dòng)的刺激沒(méi)有了，而破骨細(xì)胞的活動(dòng)還在繼續(xù)，因此，破骨與成骨的平衡被破壞了。骨骼被破壞的多，重建的少，導(dǎo)致骨質(zhì)流失，使骨骼變得脆弱。

　　于是，為了減輕或避免這種因失重帶來(lái)的對(duì)身體的不利影響，航天員除了科學(xué)合理地補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，在太空健身就很必要。

　　在地球和在太空運(yùn)動(dòng)的異同

　　多地面上的健身項(xiàng)目，在太空艙狹小的空間和失去重力作用的環(huán)境下，是無(wú)法開(kāi)展的。

　　在太空中，無(wú)重力影響，任何人都可以“力大無(wú)窮”或“不堪一擊”。因此，有些鍛煉項(xiàng)目就無(wú)法開(kāi)展。

　　例如：舉重對(duì)宇航員來(lái)說(shuō)是輕而易舉的，但達(dá)不到鍛煉效果；如果使用鍛煉心肺功能的普通跑步機(jī)，航天員雙腳和跑臺(tái)之間的摩擦力微乎其微，他只要在跑臺(tái)上輕輕蹬一下腿，身體就飛起來(lái)了。

　　所以，太空健身要有特殊的器材。研究人員利用彈簧的彈力原理等制造了健身器材，例如拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉、太空自行車用于鍛煉下肢肌肉、太空特殊跑步機(jī)用于鍛煉心肺功能等等。

　　隨著太空科研的進(jìn)展，一些新的健身器材問(wèn)世。如用骨丟失對(duì)抗儀敲打、刺激骨骼，可以減慢骨丟失速度；用下體負(fù)壓筒，對(duì)下半身施加負(fù)壓，可以促使血液向下半身流動(dòng)，改變失重環(huán)境中血液朝頭部轉(zhuǎn)移。為了保證精力充沛地在“天宮”中工作，航天員每天要使用這些健身設(shè)備堅(jiān)持鍛煉1~2小時(shí)。