中长期飞行对人体超重耐力的影响及防护

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1、第19卷第1期2013年1月载人航天MannedSpaceflightV01．19No．181中长期飞行对人体超重耐力的影响及防护吴萍，吴斌，黄伟芬，谷志明，刘兴华，王跃(中国航天员科研训练中心，北京100094)摘要超重(+Gx)是载人飞船上升和返回过程中航天员所遇到的主要环境因素，航天员具有良好的+Gx耐力是确保飞行任务成功的关键。概述了+Gx作用对机体的生理病理影响。详细分析了国内外利用卧床试验和实际飞行数据进行中长期飞行对人体+Gx耐力影响与防护的研究成果，提出了我国空间站任务中长期飞行航天十Gx生理学需要解决的问题。关键词中长期飞

2、行；+Gx耐力；防护中图分类号：R85文献标识码：A文章编号：1674—5825(2013)01—0081—051引言2超重作用对机体的生理病理影响概述超重(+Gx)是载人飞船上升和返回过程中航天员所遇到的主要环境因素。在飞船上升和返回过程中惯性力作用于航天员的方向主要是从胸到背，航天员主要承受+Gx过载，因此航天员具有良好的+Gx耐力是确保飞行任务成功的关键。20世纪50年代，国外航空航天医学专家开始致力于人和动物在地面模拟失重条件下和短暂时间失重飞行中及超、失重交替过程中关键生理指标的变化研究。苏联在1971年发射了第一艘“礼炮”号空间

3、站后，就开始了长期飞行的医学研究。我国在20世纪70年代，开始进行短期飞行对人体超重耐力影响及防护措施的研究，其研究成果为制定我国短期飞行的超重医学要求、选拔训练方案奠定了理论基础，随着我国载人航天事业的飞速发展，我国航天员在空间站任务中也将面临中长期飞行问题，必须考虑航天飞行失重因素对人体+Gx耐力的影响。本文综述了国内外有关+Gx作用对人体的病理生理影响，耐力和防护措施的研究成果，提出了针对中长期飞行任务我国航天+Gx生理学需要解决的问题。一般来说，对于普通健康人背角为700一800、大腿弯曲、不采用其它对抗措施，人体对+Gx反应如下：

4、①+3～6Gx渐进性的胸部紧张和胸痛，呼吸和讲话困难，周边视野减小，视力模糊；心、肺、脑等功能可基本代偿，偶见心律失常；操纵、判断和反应能力轻度下降。②+6～9Gx胸痛增加，呼吸困难、浅快，周边视野进一步减小，视力模糊感增加，眼睛流泪；重要器官功能开始出现衰退迹象，可见心律失常；操纵、控制、判断和反应能力下降；8-9G时，声音传导和声音感知开始减退、紊乱；背部等受压处可出现瘀点、瘀斑，偶尔可发生肺气肿和肺萎陷等病理损伤。③+10～15Gx严重或极度的呼吸困难和讲话困难，胸痛剧烈，难以忍受，有明显的疲劳和衰竭感，周边视力或视力完全丧失，触觉消

5、失，头晕；心、肺、脑等器官机能失代偿，有发生“黑视”和意识丧失的危险；心律失常多见(尤其伴有心脏停跳的窦房阻滞、房室分离和室性心动过速的危险眭最大)；如保持清醒，人的操纵、控制、判断和反应能力大大下降；14G时，声音传导和声音感知减退和紊乱达到最大；背部收稿日期：2012—02—27；修回日期：2012—10—08基金项目：载人航天领域预先研究项目(010205)作者简介：吴萍(1974一)，女，硕士，副研究员，主要从事航天员选拔与训练研究。E-mail：wupin9507@163．tom82载人航天第18卷等受压处可出现瘀点、瘀斑，发生气

6、胸、肺气肿和肺萎陷等病理损伤的几率增大。3模拟失重和航天飞行对超重作用病理生理效应的影响在实际航天飞行中，航天员都是在经历一段时间的失重作用后，再经受正常或应急返回时的+Gx作用。大量研究表明，模拟失重和失重均可显著影响+Gx作用引起的生理反应和病理损伤的程度。3．1模拟失重对+Gx作用病理生理效应的影响人体头低位卧床后其+Gx耐力下降。程学尧等人【1j比较了头低位一2。，卧床17d前、后，健康男性青年对模拟飞船应急返回+Gx曲线的反应，发现卧床后，被试者+Gx耐力最大下降了5G，平均下降了1．3G，且出现了“黑视”和心电图频发期前收缩、S

7、T—T改变等卧床前未有的现象，心率显著加快，心脏射血时间更加缩短。另有一些人体实验获得了与上述报道基本一致的结果【2】。MillerPB等人报道，22名被试者在28d头低位卧床模拟失重前、后，分别承受峰值为+10．6Gx的模拟“水星”号飞船返回超重作用，发现卧床后，被试者在+Gx作用下心率加快了34．7bpm。BeckmanEL等人报道，浸水后被试者再次暴露于+6。8Gx时，与浸水前+Gx暴露比，通气量减少，氧债更大。KotovskayaAR等人(31发现，被试者在头低位卧床模拟失重后承受+Gx作用与在此之前承受+Gx作用相比，表现出了更多

8、的焦虑和恐惧，更大的呼吸困难，较早地出现心动过缓和视觉障碍(模拟失重前，在13．6G附近出现；模拟失重后，在11．6G附近出现)；超重作用结束后，被试者表现出了面色苍白和手指发绀