大量事实和研究表明，微重力条件下, 航天员常面临肌肉、骨骼、消化道、肺、肾等器官或组织的结构或功能受损, 还会出现内分泌紊乱、免疫力低下、神经功能失调、血液循环异常等症状。较长期处于微重力环境可使人体液头向转移、肌肉萎缩、骨质疏松、免疫力下降及认知学习记忆衰退等机体受损或功能障碍，而航天员能否准确高效地执行航天任务与其认知或学习记忆功能密切相关。长期的航天飞行会极大地影响航天员的身体健康。失重状态使承重骨缺少机械应力，导致承重骨骨质流失。失重状态也可以导致体液的异常分布，增加头部的血液供应，导致面部肿胀。太空飞行时航天员出现的空间定向失常、胃肠不适、头晕嗜睡等症状, 被统称为“空间运动病”。该病导致人体运动、神经、消化、血液循环等系统出现异常。航天员通过飞行前的模拟训练，能有效预防或改善飞行时出现上述症状。然而有些病征难以预防，如失重性骨丢失和肌肉萎缩， 需飞行结束后接受康复训练及恢复治疗。长期生活在微重力环境中，心脏肌肉会有一定程度的萎缩，在返回地球后心脏肌肉承受的负荷变大，头部血液的供应量会变少，使得航天员在直立时会出现头晕等症状，称为直立不耐受，所以刚刚返回地球时，航天员都是坐姿或卧姿，需要逐步训练才能适应。很多朋友注意到，3位航天员从太空返回地面以后，在飞船的舱内休息几十分钟，然后才被人抬着出来，他们的面部比之前略显苍白，并保持在飞船上的坐姿接受媒体采访。采取这样的操作是为了最大限度地保障航天员的安全。因为当航天员返回地面的时候，就会头部缺血，下肢肿胀，需要有一个调整恢复的时间，让人体的生理机能重新逐步适应地面的生活。
微重力条件下的神经眼部综合征
宇航员进入太空后，重力的减少使得积聚在人体下肢的血液头向转移，由于头部和眼部的静脉血管内既无静脉泵，也无静脉瓣，头面部血流难以回流，故在此积聚大量血液。头颈部静脉血液瘀滞的状态可能导致脑脊液引流入静脉系统功能障碍和脑静脉充血，二者均可导致颅内压升高，继而引起视盘水肿。磁共振图像显示，长时间暴露在微重力环境下，将出现大脑肿胀，围绕大脑和脊髓的脑脊液体积增大。微重力环境一旦影响视觉通路的正常信息传入，将导致宇航员视觉空间能力下降，这种现象被称为“航天相关神经眼综合征”。典型表现为视觉追踪能力下降。微重力条件下的大脑影响
在微重力的作用下，大脑在颅骨中的位置发生偏离，使脑脊液腔变得更为狭窄，这可能是导致宇航员视力损伤的原因之一。
一名宇航员的大脑核磁共振成像照片，在一次长时间太空飞行的前（图A）与后（图B）对比
此外，扫面的结果还显示，执行长期任务的宇航员中有94%的大脑中央沟变窄了，中央沟是大脑顶部分隔额叶和顶叶的凹槽。而短期任务组中只有19%的宇航员出现了相同的情况。
微重力条件下的骨代谢
在长期航天飞行和短期航天飞行中，航天员都会发生骨质丢失，这个现象可以在地面用人和动物及细胞层面的试验进行重现。航天员骨质丢失主要发生于承重骨，例如骨盆、股骨、脊柱的骨量丢失最严重。一些经历过六个月航天任务的航天员其骨盆、股骨和脊柱的骨量丢失甚至超过10%。外周骨定量CT和骨密度仪结果显示胫骨远端和股骨近端骨质流失最严重。有实验表明在航天飞行微重力环境下，压力诱导体内糖皮质激素分泌增加。当体内糖皮质激素浓度较高时，骨质会受到损害。因此，糖皮质激素在微重力骨质丢失中也起到了一定的作用。微重力条件下的钙离子代谢航天员在航天过程微重力环境中执行任务返回地球后3.5～4.5个月，其肾脏及肠道对钙离子的排泄量依然高于正常水平。增高的骨吸收导致航天飞行中骨量负增长微重力环境下，人体各器官对钙离子的代谢发生变化。肠吸收的钙离子降低，而通过肾脏排泄的钙离子增高也使得肾结石发生的风险变大。所以，在航天飞行中，航天员摄取充足的钙和维生素D是有必要的，但航天飞行相比于陆地是不同的，单纯通过摄取钙和维生素D无法完全对抗微重力导致的骨质丢失。微重力引起骨质丢失的对策
白天，人类在地球上的生存方式多数为站着或者坐着，骨骼肌肉系统支撑着这些姿势并驱动人体运动。重力作用于人体产生沿人体纵轴的压力，使骨骼肌肉存在机械力的作用。然而在航天飞行和模拟微重力条件下，人体纵向的压力变得很小甚至消失。因此，骨骼的骨质流失，肌肉变得萎缩。应用抗阻力锻炼设备和双膦酸盐有助于对抗微重力下的骨质丢失。震动合并抗阻力锻炼设备的疗效强于单纯抗阻力锻炼设备。为了解决之前我们所提到的这些问题，包括骨骼、心脏还有肌肉，宇航员就必须在空间站坚持锻炼，时间是每天至少2.5个小时，每周至少6天。尽管普遍认为体育锻炼是骨量丢失的主要对抗措施, 而营养支持却独立于其他对抗措施来维持骨健康。比如, 双膦酸盐治疗时需要补充丰富的钙和维生素D, 这样钙不会被骨吸收的药理抑制作用所破坏。在所有的情况下，营养支持均可以减少微重力对骨的不良作用。尽管充足的钙摄入很重要，但是过量的钙补给没有抑制微重力导致的骨量丢失。微重力环境除了会给人体骨骼造成影响之外，还会给人的肠胃造成伤害。人生活在一个细菌、真菌和病毒无处不在的环境中，但我们往往能够不受到这些病原体的伤害，是因为它们通过食物进入肠道后，肠道上会有一层上皮细胞发挥强大的屏障功能，使得病原体无法进入更深层次并扩散开来。但目前已经有研究表明，微重力环境会对宇航员正常的肠胃功能造成影响，准确地说应该是破坏上皮细胞的屏障功能。
在微重力环境下沙门氏菌导致肠道病变的几率升高了，同时肠胃上皮细胞原本的屏障能力也被削弱了。不仅如此，他们还发现这一系列变化最终带来的结果是肠胃的通透性增加了，也就是肠胃更容易泄漏。
一旦肠胃出现了通透性增加的情况，那么不但会提高感染慢性炎症的可能性，还会导致泌尿系统、血液循环系统等系统的功能性障碍。因此宇航员如果在微重力环境下长期工作生活，这对他们的肠胃来说是很大的负担，以至于当他们回到地球后仍然无法开始正常生活。
每一位中国航天员，都是中国的真英雄。从中国进入太空的第一人杨利伟，到首位“在轨100天”的聂海胜；从中国“太空漫步第一人”翟志刚，到中国首位飞向太空的女航天员刘洋；从“摘星星的妈妈”王亚平，再到“实现飞天梦”的叶光富……在中国梦的宏大叙事里，航天员们的的飞天壮举是最为精彩的章节之一，他们筑梦太空的壮美瞬间，被称为中国载人航天事业这一巨著的“封面”，他们逐梦九天的梦想旅程，是中华民族不懈探索浩瀚宇宙的生动写照；好评如潮的“天宫授课”，让翱翔太空的梦想在亿万人心中延续。参考文献
[1] 张世明,尹文哲,陶天遵,陶树清,夏玉城,朱立宇.微重力引起的骨质丢失研究进展[J].中国骨质疏松杂志,2020,26(08):1231-1234.
摘要:人类对太空的探索日益频繁,然而太空微重力会引起航天员骨质丢失,对航天员的健康造成损害。因此,有研究者通过航天实验及模拟微重力实验研究微重力下骨质丢失的发生机制及解决措施。微重力会引起成骨细胞和破骨细胞代谢活动改变,并引起机体对钙离子新陈代谢的改变。航天微重力导致的骨质丢失是微重力和太空射线共同作用的结果。本文将对微重力所致骨质丢失的发生机制和治疗对策加以概述。
[2] 孙永彦,张紫燕,黄晓梅,张虹影,王亚红,唐超,蔡澎.微重力环境人体健康效应研究进展[J].军事医学,2018,42(04):317-321.
摘要:微重力环境是影响航天员航天飞行时身体健康的重要因素。已有研究表明航天员处于微重力环境下身体功能会发生变化,甚至出现生理不适或病征。这些变化或病征的分子机制一直备受航天医学界的关注。该文以人体九大生理系统为主线,从生理病征和分子机制两个方面系统总结了微重力环境对人体各系统的影响,展望了未来微重力环境健康效应的研究方向。
[3] 郑平,李红梅.微重力状态下骨量丢失对抗措施的研究进展[J].中国骨质疏松杂志,2017,23(09):1232-1239.
摘要:微重力状态下骨量丢失不同于老年性骨质疏松,是一种局部力学信号转导起主导作用、并受多层次调节的复杂变化过程,是一种特殊的废用性骨质疏松和继发性骨质疏松。长期的微重力环境,骨矿盐的持续丢失是航天飞行中人类所面临的严重生理反应之一,也是妨碍人类长期太空停留和探索外星球的主要障碍之一。目前微重力环境下骨量丢失的对抗措施主要有:物理对抗、营养、药物、细胞因子与基因治疗。航天飞行中,阻力锻炼、振动、人工重力等物理对抗措施的研究较为成熟;营养措施中着重阐述维生素、矿物质、蛋白质、Ω-3脂肪酸对骨代谢的作用,各种营养物质的具体摄入量仍有待规范;药物措施中双膦酸盐的使用基本得到广泛认可,其他药物的应用仍需要继续人体探索;细胞因子与基因的研究目前仍限于应用细胞进行研究。高级阻力训练系统(ARED)联合营养(部分联合双膦酸盐)是目前公认有效的对抗航天飞行中骨量丢失的措施。本文将详细阐述以上各个方面国内外的进展及争议,以及探讨未来微重力状态下骨量丢失的对抗措施的发展方向。
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