失重/模拟失重对中枢神经系统影响的研究进展

失重作为一种主要的空间环境因素,对航天员的心理和生理等方面会产生一定的影响。本文综述了失重/模拟失重对动物行为的影响,以及对神经可塑性、神经细胞结构和功能、神经细胞内蛋白及基因表达的影响,由表观及微观,并展望了航天医学领域中对于神经系统研究的发展方向,以期为当前航天医学领域的相关研究提供思路。     

载人航天活动中对抗失重影响的措施及其效果

为了给我国筛选并制定科学有效的失重对抗措施方案提供有价值的参考资料,本文列举了航天活动中已经采用和可能应用的对抗失重影响的措施,对已经使用的对抗措施效果进行评估,对潜在的新对抗措施进行可行性分析。综合分析表明:下体负压与有氧运动锻炼在对抗心血管系统脱适应方面具有显著作用;有氧运动与阻力锻炼是对抗骨丢失、抗重力骨骼肌萎缩与平衡系统机能改变的主要措施;采用药物防治空间运动病具有明显的效果。然而,这些对抗措施均不具备全面对抗失重影响的作用。目前一般采用多种对抗措施配套使用,不仅仪器设备多,且花费较长时间进行锻炼。另外,多种对抗措施需要科学配套,否则难以达到预期的对抗效果。人工重力将成为具有全面对抗失重对航天员影响的首选措施,应尽快对其实施方案、人体各系统所需的合适强度-持续时间关系、空间实施过程中存在的潜在副作用等进行详细的观测与研究,以期早日在航天活动中使用,并对其防护效果进行综合评估。     

长期航天飞行失重生理效应防护策略分析

载人航天50多年来,失重生理效应防护措施也已逐渐进入其成熟阶段.本文系统综述了美国和俄罗斯载人航天任务中的失重生理效应研究与防护措施在轨使用历史及其在轨应用方案,提出了失重生理效应防护措施未来三方面的发展策略:多锻炼方式的整合,锻炼与营养的整合,反向契合失重生理效应层次特征的锻炼-效果动态响应的应用.本综述旨在为我国相关的研究与应用提供参考.     

失重或模拟失重对基因表达的影响

综述了前人在失重或模拟失重与基因表达的关系方面的研究成果,从三个方面重点阐明了失重或模拟失重对呆区神经系统内基因表达的影响,从中可以看出,中枢神经系统的基因的表达是受重力因素精确调节的,在分子水平上研究问题微重力环境中枢神经系统的影响具有重要意义。     

模拟失重对大鼠红细胞变形性的影响

In order to investigate the mechanism of space anemia, the erythrocyte deformability membrane fluidity and cell shape in 7, 15, 30 day tail-suspended rats were observed. The results were: (1) erythrocyte deformability (DImax and IDI) in suspended rats was significantly lower than that in the control on the 7th day (P<0.05), and had a further decrease on the 15th day (P<0.01), but a recovery was found on the 30th day (P<0.05). (2) membrane fluidity in suspended rats was markedly lower than that in the control group on the 15th and 30th day, degrees of fluorescence polarization was increased (P<0.01), but there was no change on the 7th day. (3) percentage of erythrocytes with abnormal shape in suspended rats was higher than that in the control group during the whole experimental period. The results indicate that the changes of rheological and morphological properties of red cell were induced by simulated weightlessness (SWL), which may be an important cause of space anemia.     

失重/模拟失重对眼结构和视功能影响的研究进展

失重作为一种最主要的太空环境因素,对航天员眼结构和视功能会产生不同程度的影响,不仅涉及航天员自身的眼健康,而且关系到对航天仪器操作的准确性和及时性.综述了模拟失重对动物眼结构和视功能的影响,头低位卧床试验及在轨飞行对人体眼结构和视功能等方面的影响,阐述了失重对眼结构的影响,包括视网膜神经节细胞、血管内皮细胞的凋亡,脉络...     

我国失重生理学研究进展

失重生理学是随着载人航天事业的发展而诞生的一门学科.我国的失重生理学研究经历了40多年研究历程,特别是近10年来成绩菲然,取得了巨大的进展.本文简要地介绍我国失重生理学研究的概况,并对今后的研究提出一些看法.     

不同环境中空间定向能力的研究与应用

为系统分析和探讨不同环境下空间定向能力的深层机制及应用进展,从空间维度的视角出发,系统介绍了目前在地面环境中对物理层面的二维和三维空间定向的测量研究和应用,以及在特因环境中对心理层面空间定向的研究范式以及空间定向障碍与训练的研究;在此基础上提出解释空间定向能力的参照原则假说、空间表征策略理论和空间相容性理论以及特因环境...     

失重或模拟失重对人体交感肾上腺活动的影响

失重或模拟失重对人体交感肾上腺活动的影响杨玉华高淳航天时航天员的体液头向转移，使机体产生一系列的生理、生化变化。心血管功能失调是航天员返回地面时超重耐力和立位耐力下降的主要原因。因此失重对心血管系统的影响、失重时心血管系统的适应性变化过程，一直是航天...     

失重/模拟失重对血管系统的影响及防护研究进展

失重或模拟失重环境下,人体内流体静压消失,体液头向转移,对机体血管产生显著影响,导致血管发生重塑和功能改变适应失重或模拟失重.由于不同部位血管结构和血流变化不同,因此失重或模拟失重可能会对人体各部位的血管产生不同的影响.综述了失重或模拟失重条件下脑血管、眼部血管、心血管、肺脏血管、胸腹部血管、下肢/后肢血管和微血管等不...     

载人航天中微重力环境对认知功能的影响

目前在载人航天的研究中,对于在微重力条件下认知功能变化的研究还较少。本文综述了近年来这方面的一些进展。研究表明,在微重力条件下,空间定向、运动知觉出现障碍,早期物体识别受影响的程度也较大,肌肉运动和协调功能有所减弱。微重力条件对高级认知功能,如逻辑推理、短时记忆提取的速度和准确性等的影响较小,但是一些需要注意参与的认知任务(如跟踪任务、视觉选择反应)和长时记忆任务,在航天环境或模拟失重条件下会受到影响。     

空间飞行对红曲霉菌产量的影响

目的：选育高产洛伐他汀的红曲霉菌菌株。方法：利用“神舟3号”返回式飞船搭载了红曲霉菌。对搭载后的菌株进行复壮、分离和筛选,并进行固体发酵,检测发酵产物中洛伐他汀产量。结果：从众多分离到的变异菌株中筛选到十几株高产洛伐他汀的菌株,一系列实验表明其高产性状是稳定的。结论航天搭载是选育优良菌株的有效手段。     

模拟微重力对人脐静脉内皮细胞形态及NO产生的影响

目的探讨回转模拟微重力对人的血管内皮细胞形态、NO产生及一氧化氮合酶表达的影响。方法利用体外培养的人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVEC），采用回转器模拟微重力效应，在微重力条件下培养人脐静脉内皮细胞48h，同时设1g静止培养对照。倒置显微镜下观察细胞生长形态，透射电镜观察HUVEC超微结构。检测不同转速下细胞产生NO的量，及细胞中内皮型一氧化氮合酶（eNOS）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。结果微重力培养后，细胞变圆且重叠生长；回转组NO产生量高于1g对照组且与一定的回转速度呈正相关。回转组细胞eNOS表达较对照组增多且表达iNOS，对照组细胞未表达iNOS。结论微重力对体外人脐静脉内皮细胞的形态，NO产量及NOS的合成都有影响。     

模拟微重力对植物幼苗光合特性的影响

目的：研究模拟微重力对植物幼苗光合特性的影响。方法：采用1π回转器模拟微重力并处理植物样品120h。结果：1）株高和叶片数有所增加。2）草莓的叶绿素含量降低47．5％,香石竹叶绿素含量增加4．3％,3）回转后两种幼苗的叶绿素主要吸收峰位不变,而每个峰位吸收强度有所增加;4）两种幼苗的叶片快速荧光动力学参数,回转后除CA／Fo外,Fv/Fo,Fv/FM和T1／2均有提高;5）对照和处理的叶绿体的两个光系统间的激发能分配有差异。结论：微重力对叶绿体的正常光合功能没有显著影响,故植物幼苗在微重力条件下可以正常生长。     

模拟失重对大鼠心肌组织细胞因子基因表达谱的影响

目的 研究模拟失重对大鼠心肌组织中部分细胞因子基因表达谱的影响,探讨模拟失重条件下心脏结构/功能可能发生的变化机制.方法 将成年雄性Wistar大鼠随机分为正常对照组(Con)及尾部悬吊模拟失重组(SUS),应用包含96种基因的细胞因子基因芯片检测各组细胞因子表达水平,选取部分表达变化细胞基因,应用Real time-PCR给予验证.结果与Con组相比,模拟失重可导致心肌组织中17种细胞因子基因表达差异超出2倍,5种(IFNA4、IL-15、IL-1b、LT-b、FGF7)被上调,12种(IGF-1、IGF-II、FGF5、VEGF-D、VEGF-C、IFN r、IL-11、IL-12B、IL-13、IL-17、IL-18、CD40L)被下调.其中,生长因子呈现较普遍下调趋势,炎性类细胞因子表达水平变化不一.结论 模拟失重2 wk可导致心肌组织中细胞因子网络调控平衡偏移,促生长性、保护性细胞因子普遍下调,而致病性、炎性细胞因子部分明显上调,其可能是失重/模拟失重条件下心肌组织功能结构重塑的重要调控机制.     

模拟微重力对神经细胞形态及其生长的影响

目的 探讨模拟微重力对神经细胞的形态、结构和生长的影响.方法 分离新生鼠原代神经细胞,接种于Cytodex3型微载体,培养3 d后转移入旋转细胞培养系统,通过Image-Pro Plus软件进行神经细胞轴突长度测量,用透射电镜观察神经细胞超微结构的变化.结果 模拟微重力条件下培养5 d的神经细胞的轴突长度大于正常重力条件下培养的神经细胞,两组数据相比差异显著[(65.34±8.38)μmvs.(56.10±8.57)μm,P＜0.01];用模拟微重力培养细胞的上清液和正常重力培养的上清液进行交换后,用模拟微重力培养上清液培养的神经细胞的轴突长度有所延长[(60.91±5.04)μm vs.(65.67±5.61)μm,P＜0.01;(54.65±5.49)μm vs.(60.89±6.29)μm,P＜0.01].透射电镜下观察,模拟微重力条件下培养5 d的神经细胞中以成熟神经元为主,核周间隙明显,胞浆其内有丰富的细胞器结构,散在有很多糖原颗粒.结论 模拟微重力影响神经细胞的轴突长度及神经细胞的超微结构,同时引起了细胞培养上清液中某些成分的变化,成分变化了的上清可以继续引起神经细胞轴突长度的变化.     

载人航天器采用低氧环境可能性的探讨

本文讨论了载人航天器采用常压低氧 ( 1atm氧浓度低于 2 1 % )和低压低氧 (舱压低于 1 .0atm ,氧浓度 2 1 % )座舱环境的利与弊。认为 ,适度的低氧 ( 0 .8～ 0 .9atm ,2 1 %O2 ) ,无论对短期航天或长期航天都是有益的。对于长期航天 ,舱内微小气候的控制模式是值得重新考虑的 ,持续地控制在狭小的舒适带不利于保持人对环境变化的适应能力。探讨这一问题具有理论意义和实用价值。     

失重对成骨细胞基因表达和细胞功能影响的研究进展

骨骼可以适应包括重力在内的各种机械刺激，并对骨形成与骨吸收之间的平衡进行调整。失重状态下的骨质减少主要归因于骨形成的减少，这与成骨细胞功能下降有关，表现为细胞增殖粘附能力下降，与分化成熟相关的物质(碱性磷酸酶，骨钙素和I型胶原)的mRNA及蛋白合成均减少，多种生长因子的分泌量以及细胞对其反应性下降。成骨细胞功能下降的机制尚不明确，有假说认为失重时细胞形态的改变导致了基因表达与功能的变化。     

航天中呼吸生理学问题

失重是航天中持续的重要因素,肺脏最易受重力的影响。航天中除失重外,上升和返回段的持续性胸-背向超重,出舱活动(EVA)和座舱压力应急时的纯氧呼吸,座舱温度和有害气体浓度增加等都会对呼吸系统带来有害的影响。多年来由于方法学的限制,呼吸系统的问题在航天中研究的很不够。West(1990)指出,至今航天中肺的问题没有得到足够的重视,动物实验表     

中药对抗航天飞行中失重所致生理紊乱的实验研究进展

在我国航天综合生命保障措施中,应用复方中药对抗失重引发的生理效应日益受到重视.大量研究表明,中药有助于调节失重或模拟失重条件下机体的神经内分泌免疫功能、改善心血管功能、对抗骨质丢失和肌肉萎缩及其他生理功能异常.本文对相关实验研究进展进行综述和展望.