人類身體在重力作用下運(yùn)行得最好，但是執(zhí)行火星任務(wù)的宇航員需要在沒有重力的情況下在飛船上待6到9個(gè)月，這種微重力甚至零重力環(huán)境會(huì)對(duì)我們的身體造成嚴(yán)重影響。

資深生物化學(xué)家、美國(guó)宇航局專注于宇航員健康的專業(yè)人士約翰·德維特(John DeWitt)說：“我們的身體熱愛力量。力量幫助我們的肌肉、骨骼以及心臟變得更強(qiáng)壯，同時(shí)也能幫助心臟在重力作用下正常泵血。所以，當(dāng)你失去這種力量時(shí)，你就會(huì)突然失去對(duì)健康非常重要的刺激因素。”

鍛煉已經(jīng)成為國(guó)際空間站宇航員維持身體力量的重要組成部分。但一項(xiàng)新的研究表明，飲食也可能是應(yīng)對(duì)零重力挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。

太空飛行帶來(lái)的那些病

經(jīng)過50多年的載人航天飛行，研究人員已經(jīng)了解到失重狀態(tài)下人體所面臨的許多風(fēng)險(xiǎn)。在太空飛行的頭48小時(shí)內(nèi)，常常出現(xiàn)太空暈動(dòng)病，會(huì)引起食欲不振、頭暈和嘔吐。

隨著時(shí)間的推移，在國(guó)際空間站呆上6個(gè)月的宇航員會(huì)經(jīng)歷骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮，還會(huì)經(jīng)歷血容量減少、免疫系統(tǒng)減弱和心血管失調(diào)等癥狀，因?yàn)槠〔恍枰嗟呐?，心臟也不再需要像在地球上那樣竭盡全力地泵血。

美國(guó)宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)和其他40多歲、50多歲的宇航員也抱怨他們的視力略有下降，有些人在飛行中甚至需要戴眼鏡。

斯科特的兄弟、同為宇航員的馬克·凱利(Mark Kelly)說:“你每個(gè)月都會(huì)失去大約百分之一的骨量，這是宇航員所經(jīng)歷的典型情況。如果我們將來(lái)想把人類送上火星，這是我們必須學(xué)會(huì)克服的問題。”

馬克還稱：“如果人類的身體在太空中停留10到20年，從進(jìn)化的角度來(lái)說，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我們可能會(huì)在太空中失去所有骨骼，因?yàn)槟悴恍枰?。我們很可能?huì)變成一大坨肉。”

運(yùn)動(dòng)是減少骨量和肌肉流失的最有效對(duì)策之一。德維特說:“我們從來(lái)沒有讓人們?cè)诓诲憻挼那闆r下執(zhí)行長(zhǎng)期的太空飛行任務(wù)。隨著時(shí)間的推移，我們建立了自己的鍛煉機(jī)制。但是，在早期的阿波羅任務(wù)中，沒有任何鍛煉，而從阿波羅宇航員那里得到的反饋之一是：‘你需要在這里安裝某種鍛煉設(shè)備。’”

德維特表示，對(duì)于任何超過8天時(shí)間的太空任務(wù)，都必須提供鍛煉設(shè)備。斯科特·在太空呆了一年，但他堅(jiān)持鍛煉，并在空間站上使用了這些健身機(jī)器。將返回月球并最終到達(dá)火星的宇航員將需要在他們的航天器中鍛煉，但這些設(shè)備還在開發(fā)中。德維特說:“我們必須轉(zhuǎn)向其他方向，生產(chǎn)更小、功能類似的設(shè)備，占用的空間要小得多。”

太空“營(yíng)養(yǎng)液”拯救肌骨

在太空中，沒有重力作用的影響，人類等生物的肌肉和骨骼都會(huì)變?nèi)?。其中，?fù)重肌肉首先受到影響，而且是受影響最嚴(yán)重的器官，比如小腿上的比目魚肌(soleus muscle)。

研究人員瑪麗·莫特魯克斯博士(Marie Mortreux)表示：“在太空停留僅僅3周后，人類比目魚肌就收縮了三分之一。此外，還伴隨有慢收縮肌纖維的喪失，而慢收縮肌纖維是保持耐力所必需的。”

為了讓宇航員能夠安全地執(zhí)行前往火星的長(zhǎng)期任務(wù)(火星重力僅是地球的40%)，必須制定能夠緩解肌肉萎縮的策略。莫特魯克斯博士說：“飲食策略可能是關(guān)鍵，尤其是在宇航員去火星旅行時(shí)，他們將無(wú)法使用國(guó)際空間站上部署的那些健身器材。”

最新研究表明，藍(lán)莓和葡萄皮中含有的抗氧化劑和化合物白藜蘆醇(resveratrol)，可能是讓宇航員在火星上保持強(qiáng)壯的飲食。紅葡萄酒中也含有白藜蘆醇，因?yàn)樗怯闷咸厌勗斓摹０邹继J醇已被用于治療阿爾茨海默氏癥，被發(fā)現(xiàn)具有抗炎、抗糖尿病和抗氧化作用。

莫特魯克斯博士稱：“白藜蘆醇已被證明，可以在類似于太空飛行中的微重力條件下保持大鼠的骨骼和肌肉質(zhì)量。因此，我們假設(shè)，在火星重力模擬實(shí)驗(yàn)中，每天服用適度的劑量也有助于減少肌肉損失。”

模仿火星重力進(jìn)行測(cè)試

為了模擬火星重力，研究人員想出了獨(dú)特方法。莫特魯克斯博士和她的同事們給老鼠套上安全帶，把它們吊在籠子的天花板上。24只雄性大鼠被暴露在正常重力(地球)或40%重力(模擬火星)下14天。其中半數(shù)大鼠的供水中含有白藜蘆醇，其他老鼠只補(bǔ)充水分。除此之外，它們可以隨便吃相同的食物。

研究人員每周測(cè)量大鼠的足爪握力、小腿圍和肌肉，并在第14天對(duì)它們進(jìn)行分析。研究結(jié)果令人印象深刻。正如所料，“火星”條件削弱了老鼠的足爪握力，縮小了它們的小腿周長(zhǎng)、肌肉重量和慢收縮纖維含量。但令人難以置信的是，補(bǔ)充白藜蘆醇幾乎完全拯救了火星大鼠的足爪握力，與正常地球重力的對(duì)照組大鼠水平相當(dāng)。

此外，它們的肌肉質(zhì)量也得到了保護(hù)，肌肉纖維的損失沒有那么大。然而，小腿周長(zhǎng)和小腿肌肉纖維仍然減少。如前所述，白藜蘆醇不影響食物攝入量或總體重。

莫特魯克斯博士說，以前的白藜蘆醇研究可以解釋這些發(fā)現(xiàn)，可能的生效因素是胰島素敏感性。她解釋稱：“白藜蘆醇治療通過增加胰島素敏感性和肌肉纖維中的葡萄糖攝取，促進(jìn)糖尿病或無(wú)負(fù)荷動(dòng)物的肌肉生長(zhǎng)。這與宇航員有關(guān)，他們?cè)谔诊w行中胰島素敏感性降低。”

莫特魯克斯博士補(bǔ)充稱，白藜蘆醇的抗炎作用也有助于保護(hù)肌肉和骨骼，其他抗氧化劑來(lái)源(如李子干)也可能有用。但她承認(rèn)：“還需要進(jìn)一步研究來(lái)探索其中的機(jī)制，以及不同劑量的白藜蘆醇對(duì)雌雄大鼠的影響。此外，確認(rèn)白藜蘆醇與宇航員在太空任務(wù)期間服用的其他藥物之間沒有任何潛在的有害相互作用也很重要。”