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给太空鼠做体检

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内蒙古敖汉旗新惠镇读者邢平来信问,人们把小白鼠送到太空去,都有些什么科学发现?希望下面这篇文章能够回答您的问题。

在国际空间站生活了91天之后,2012年7月,3只实验小白鼠终于回到了地球。它们的这趟太空之旅,是除了人类之外,所有动物中离开地球最长的一次。它们在太空中生活所积累的经验,对于帮助人类理解太空环境对我们身体的影响具有重要意义。

那么,3只小白鼠的这次太空之旅到底能给我们哪些启发呢?

延缓衰老的秘诀

甲状腺是人身上的一个重要腺体。甲状腺分泌的激素对于控制、调节新陈代谢和其他激素的分泌具有重要作用。甲状腺分泌不正常的人,容易得侏儒症,患者不仅身材矮小,而且大脑发育不全。一般人随着衰老,甲状腺的功能会有所衰退,由此造成体重增加以及认知能力的下降。

不过,太空鼠的这次旅行或许可以提供我们一个防止甲状腺衰老的办法。

在甲状腺内,分布着很多囊泡。生活在地球上的小鼠,位于甲状腺中间的囊泡较小,边缘的较大。但是科学家对太空鼠体检之后发现,在太空生活了近3个月的太空鼠,其囊泡不论中间的还是边缘的,都一样大小。

而这次体检还发现,太空鼠身上具有更多的甲状腺激素受体,这意味着它们的甲状腺功能比生活在地面的同龄小鼠更活跃,或者换句话说,它们显得更年轻。

于是科学家把这两个现象联系了起来,猜测太空鼠之所以衰老得慢,可能跟其甲状腺内囊泡的异常有关。

受这一发现的启发,生物学家目前正致力于研究甲状腺内囊泡的大小跟衰老的关系。倘若未来找到一种办法,让我们身上甲状腺的囊泡不论中间的还是边缘的都保持同样大小,不随年龄增长而变化,那么即使我们不去太空,也一样能延缓衰老。

在太空如何防辐射?

宇宙空间充满了紫外线、太阳风和宇宙线等致命的辐射,所幸在地面上,地球磁场替我们把它们中的大部分阻挡在外了。

宇航员长年在地磁场微弱的太空中生活,虽然也采取了必要的防辐射措施,但总的来说,他们所遭受的辐射还是远高于地面。辐射致使他们易患贫血,其典型的症状是红细胞数量和血浆量一般要下降大约10%。

为了寻找辐射造成红细胞死亡的机理,意大利米兰大学的科学家分析了太空鼠的红细胞中一种特殊的化学物质。这种物质会破坏脂肪、蛋白质和DNA。经分析,太空鼠红细胞中该化学物质的水平比呆在地面的小鼠高出不少。

而此前人们已经知道,抗氧化剂能够帮助修复部分受损的细胞,其机理是抗氧化剂能使那种化学物质失去活性。因此,研究小组建议,在太空中如果让宇航员吃富含抗氧化剂的食物,就可以有效地防辐射。

什么是抗氧化剂?喏,维生素C就是最常见的抗氧化剂。

太空影响男性生育力

在太空中,动物的生殖系统最易受辐射的伤害,尤其在太阳耀斑活跃的时候,因为那时来自太阳的辐射最强。科学家给太空鼠体检时发现,尽管雄性太空鼠没有完全丧失生育能力,但其阴囊中的数大约下降了90%。这就是说,雄性太空鼠产的能力大大下降了。

当然在太空中,影响生育力的因素不仅只有辐射,可能还有失重。

众所周知,产的最佳温度要比体温稍低一些,因此在哺乳动物身上,它通常要藏在阴囊里,靠着自身重力,悬露在体外,离开身体一段距离。如果没有了地球重力,跟身体的距离就要接近得多,因此温度也会高些。这将妨碍其生产的能力。

当然,这只是对太空鼠研究得来的结果,太空对于人类生育力的影响到底如何目前依然不很清楚。

如何防止肌肉萎缩?

长时间处在失重的环境下,宇航员根本不能像在地面那样自如地运动,因为一动,他们很可能就要翻个筋斗。结果,他们的肌肉开始萎缩了。对在太空呆了5~11天的宇航员研究表明,那些帮助我们保持姿势的慢肌,特别容易受到伤害。宇航员几乎丧失了30%的慢肌纤维,而那些在短时间内使我们获得爆发力的快肌,则几乎不受影响。

宇航员在太空呆了不到2周,慢肌纤维就丧失了30%,那要是呆的时间更长,失去的慢肌纤维岂不会更多?

好消息是,事实并非如此。对太空鼠的体检表明,那些在太空中逗留时间较短的小鼠与那些逗留时间较长的小鼠,它们丧失的慢肌纤维几乎一样多。换句话说,当小鼠进入太空,慢肌在萎缩了一段时间之后,对太空环境会产生适应,从而停止萎缩。

科学家急于知道的另一个问题是:为什么快肌几乎不受太空环境的影响?它们是如何自我保护的?一旦搞清了这个问题,他们就可以把保护措施用在慢肌上,那么,未来宇航员就不用担心在太空中肌肉萎缩了。

防止骨骼流失

在我们身上,骨骼起到支撑身体重量的作用,不论我们卧也罢,站也罢,因为体重始终存在,所以骨骼始终在发挥作用。当然,假如我们锻炼越多,骨骼就越坚实。

但是在太空环境中,宇航员基本上处于失重状态,由于运用骨骼的机会较在地面时要少多了,组成骨骼的成分渐渐分解,所以他们的骨骼流失得很厉害。而且一旦流失,虽然回到地面后会有一定程度的恢复,但永远也无法恢复到正常状态。

为了寻找一个避免骨骼流失的办法,在参与此次太空实验的3只小鼠中,有1只是经过了基因改造的。这种转基因鼠能够产生一种与骨骼发育有关的蛋白。

体检表明,这只转基因鼠的骨骼流失只有大约3%,而另2只正常小鼠的骨骼流失却达41.5%。

我们当然不可能通过基因技术来改造宇航员,事实上也没必要,因为在转基因鼠上真正起作用的不过是那种特殊的蛋白,所以,未来我们或许只需给宇航员身上补充那种蛋白,就可以防止他们在太空中骨骼流失。