什么是微重力?
微重力又叫做零重力,但是这里的零重力并非是真的重力为零,而是接近零。微重力是指重力或其它的引力引起的加速度不超过地球重力的万分之一,10-4g。而微重力环境一般我们指的是太空环境,太空环境与地球环境有着很大的不相同,地球表面是1G重力环境,太空处于真空状态。
我们是如何进入太空?通过航天飞机或运载火箭发射进入太空。我们人类无法通过人类身体在太空下生产的,我们需要外界载体,给我们提供一个模拟的地球环境来供我们生存。但是我们在模拟外界环境的同时,还是会受到微重力环境的影响。在微重力环境下与地球的感觉真的是天差地别。
由于缺乏重力,我们第一感觉是漂浮的,实际上是所有的东西都是漂浮,如果不加固定的话,那就不知道要飘到哪里去了。人想要在太空行走,就必须依靠舱壁来给自己有一个着力点,在舱外的话,就需要穿特制的衣服,来帮助走动。在这种环境下人类所有对重力的感觉都消失了,我们人体血液不再是向下流,而是会出现向上半身转移,这样会压迫呼吸道,减少呼吸量。还有各种各样的影响,有的是我们已经发现,已经能够面对的,有的暂时不行,还有的我们尚未发现。
微重力下,人类的肠道会漏水
不久前,加州大学河滨分校一位生物学科学家领导的一个研究小组发现:在模拟微重力的情况下,会破坏上皮屏障的功能,即使离开微重力环境后,对上皮屏障的破坏会持续14天。生物学家教授Declan McCole 表示:该发现对我们理解太空旅行对航天员在太空中肠道功能的影响;以及宇航员在返回地球后低于损害肠上皮屏障功能制剂影响的能力具有重要意义。
在以前的研究中,发现微重力会削弱人体免疫系统,在此次研究实验中,McCole团队采用通透性诱导剂乙醛(酒精代谢物)。采用酒精来研究肠道上皮屏障在受到破坏时,胃部的穿透性研究。在实验中,酒精破坏上皮屏障功能后,并会增加正常试验者和酒精性肝病患者的胃肠通透性。
接着该团队模拟微重力环境对上皮屏障的影响,实验采用旋转壁管模拟接近失重时的肠道环境。在血管中培养18天后,发现肠上皮细胞显示出延迟形成的“紧密连接,这是连接单个上皮组织的连接”。这个连接是保持不渗透性所必需的,也就是这个连接是控制胃部肠道等上皮屏障的通透性。
上皮屏障是肠道细胞中尤为重要的一分子,它对维护肠道健康至关重要。当它受到破坏开始渗漏时,就会影响我们的肠道功能,若长时间存在这种情况,会增加肠道感染和肠道慢性疾病的风险,肠道上皮屏障一旦受到破坏,就会形成一个缺口,这个缺口可能会使一些被我们吃进去的细菌,真菌,病毒穿过这个屏障,从而造成人体受到伤害。
肠道屏障是什么呢?
肠道屏障功能是指肠道上皮具有分隔肠腔内物质,防止致病性抗原体侵入的功能。
肠道屏障是由多个方面的事物组成:它包括肠粘膜上皮,肠黏液,肠道菌群,分泌型免疫球蛋白,肠道相关淋巴组织,胆盐,激素和胃酸等。
在正常情况下,肠道内存在着很多细菌,这些细菌形成一个巨大复杂的生态系统,各个细菌依靠人体肠道所造就的环境存活,它们之间相互制约,相互依存。而肠道屏障组成一个屏障将这些细菌等与人体内的其他环境隔离开。防止细菌入侵,并杀死吸收毒素等。
我们在地球正常情况下,肠道屏障不会受到无重力情况下影响而削弱的,但在微重力的情况下,重力消失,其肠道内部也会受到重力消失影响,在这种影响下,屏障功能出现连接减弱,这样是通透性加强。
肠上皮屏障在微重力情况受到损害后,该如何解决?
模拟假设: 人类在微重力下才会出现这种情况,在太空附加一个重力环境,重力环境需要引力,引力的形成需要磁力,但在太空中形成一个磁力的话,缺乏太多的必要因素。
如果采用风模拟重力,人体在地球上受到的力大约为10,我们在太空不会受到任何的力(小到忽略不计),人在其中处于漂浮状态,物体受到的力会持续下去,当形成一个向下的风力时,人体也会向下,直至接触到物体以后,而这种利用风模拟地球引力。不过要考虑风速在多大的情况下会达到10,还要考虑多方面因素,甚至这种猜想的可执行性为0
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