空间生命科学面临的挑战

1961年4月12日，前苏联航天员加加林首次进入太空绕地球108分钟，标志着人类太空时代的到来。经过近50年的奋斗，太空探索得到了很大的发展。航天员在轨连续飞行已达到437天；火星载人飞行和月球基地建设都已提到了议事日程。 　　太空探索的发展，提供了生命体一个前所未有的环境，这个环境的主要特征就是微重力和高宇宙辐射。载人飞行的经验告诉我们，航天员在长期的航天飞行中，将产生一系列与衰老相似的生理变化，主要表现在：骨质疏松，肌肉萎缩，心血管系统失调，立位耐受性下降，航天飞行性贫血，免疫系统特别是细胞免疫系统的抑制。 　　以骨质疏松为例，对于人的衰老过程而言，人的骨骼系统的骨密度在35岁左右达到最大值，随后，骨密度大约以每年0.5%的速度下降，对于绝经期3—8年的女性，骨密度的丢失速率可达到每年1%—2%，但航天员在轨飞行一个月将平均丢失1.3%—1.5%的骨量，且这种骨量的丢失主要发生在承重骨，如腰椎、骨盘，如按这种速率丢失骨密度，需时2.5年的火星载人飞行，预计将丢失20%—30%的骨量，也就是说一个40岁的航天员，经过载人火星飞行之后，他的骨量丢失程度将和一个80岁的老人相当。这个预测对于载人火星飞行的任务是一个重大的警示。月球上的重力是地球上重力的1/6,它是否能够满足月球基地上人类正常活动的生理需要，也是一个要迫切探索的问题。 　　宇宙辐射对航天员的威胁，也成为航天飞行中的一个重要问题。 　　研究人衰老的生理变化，和由航天飞行引起的类似于衰老引起的生理变化的异同，研究在细胞，生物大分子水平上的细胞凋亡、分化、增殖、分泌功能的影响机理和信号传导过程，了解重力对生理变化影响的机理，将有助于保证航天员的自身健康，同时也将可能深入了解衰老的机理，有助于延缓衰老，提高老年人的生活质量。从航天员航天飞行的经验到生活在地球上的人类，我们可以看到，重力在保持人类年青和活力方面的重要性。 　　航天飞行引起的航天员生理变化，已经成为太空探索的一个重要制约因素，因此各国相继研究了各种对抗措施，以对抗航天所造成的 　　航天员生理变化，但至今收效甚少。这个问题是载人航天、深空探测的重大障碍，这就是空间生命科学的挑战性所在。 　　在进入太空后，生物体将暴露在宇宙射线辐射下，在这种情况下,生物体是否发生变化、将发生什么变化？这是十分诱人的命题。在这些方面，人类已经得到了一些可喜的成果。 　　空间生命科学与工程技术是一个全新的领域，是一门极具挑战性的蕴藏着重大发现的新兴学科，她的成果将大大促进我国航天科学和空间探索的发展，也必将造福于地球上的人类。

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