当宇航员进入太空时,他们会处于失重状态。生理和心理的挑战正在等待着我们。他们可能脸部浮肿,并患有太空晕动病、心血管功能失调、肌肉萎缩和骨质流失。

中国航天员中心90天头低位卧床概述对策及效果

此外,长期太空飞行已被证明会导致83%的宇航员在飞行后出现体位不耐受。对于此类问题,演习对策可以成为解决这些变化的主要途径。头低位卧床休息(HDBR)模拟失重状态下的生理效应,广泛应用于对策测试,不同时期的运动干预效果也得到了广泛研究。

通常,长期卧床实验是分阶段完成的,而单独运动对策的阳性对照在这些实验中很少同时进行测试。

2019年,中国航天员中心(ACC)在中国广东省深圳市举办了为期90天的HDBR,整体规划,历时1年完成。设计单独的跑步机跑步组和阻力运动组作为阳性对照。此次HDBR是中国首次长期航天模拟实验。

在最近发表在《Space:Science&Technology》上的一篇研究论文中,中国北京航天员研究训练中心空间医学基础与应用国家重点实验室的作者概述了这种90dHDBR并报告了反映以下效果的简单结果:演练对策。

首先,作者介绍了90-dHDBR实验中使用的材料和方法。实验对象为36名健康男性(年龄:32.0±2.6岁;身高:167.7±1.7cm;体重:63.4±3.4kg)。

他们被随机分配到5个实验组中的1个:对照组(CON;n=8,HDBR无对策)、RUN组(RUN;n=7,HDBR有氧运动)、RES组(RES;n=7,HDBR进行阻力练习)、C1组(C1;n=7,HDBR进行同时进行有氧运动和低负荷阻力练习)和C2组(C2;n=7,HDBR进行同时进行有氧和高负荷阻力练习)练习)。

所有受试者在详细解释HDBR实验后签署了书面知情同意书。ACC伦理委员会批准了该实验,该实验是在公认的国际规则和规定下进行的。本次实验分为志愿者招募期、HDBR期、康复随访3个阶段,历时一年左右顺利完成。HDBR周期包括15天的适应和基线测量、90天的HDBR和33天的恢复。

在卧床休息期间,受试者以6°头低位进行几乎所有的日常活动,并在垂直跑步机、头低位自行车测力计或仰卧飞轮上进行仰卧位锻炼。同时进行实验状态控制、生理心理支持、健康状况监测。所有数据均以平均值±SE的形式呈现。描述性统计用于计算受试者的人口统计。

使用重复测量的双向方差分析(ANOVA)统计数据[组(5个因素)×时间(2个因素)]来评估每个因变量随时间的差异。所有统计分析均使用SPSS22.0forWindows进行。显着性水平设定为P<0.05。

然后,作者展示了实验结果。检测到峰值耗氧量按时间组间存在显着的相互作用。此外,卧床休息后,RUN、C1和C2组的峰值耗氧量和峰值工作负荷得到很好的维持。所有组在卧床休息之前和之后都有相似的峰值心率。

进行飞轮阻力训练的RES组和C2组卧床休息后,等长肌力有所增加。RES组和C2组的深蹲MVC也分别提高了26.1±11.6%和20.5±6.8%。然而,在CON组中,深蹲MVC下降了28.2±3.0%。90天HDBR后,髋部、股骨颈或腰椎BMD不存在组间差异。

最后对本次90天的HDBR实验得出结论。首先,我们发现每周4天跑步30分钟可以在90天HDBR后保持有氧运动能力。该结果为改变耗时的C1组协议提供了指导。这种改变可以节省29%的时间,带来良好的兼容性,并保持有氧能力和肌肉力量。

其次,需要在长期太空飞行中评估运动干预对骨骼的影响。建议考虑影响骨骼生长的其他原因,以保持骨骼健康。此外,其他原因可能包括基于药物/营养的干预措施。

第三,运动处方应考虑个体差异,确保安全性和有效性。此外,在处方和进行飞轮阻力练习时,应特别注意肌肉骨骼疾病史。

第四,在本实验中,强有力的心理支持对生理效应具有潜在的作用。此外,骨骼健康结果模糊意味着需要提供强有力的营养。我们应该建立兼容的心理支持和营养供应,以避免在未来的长期HDBR实验中支持过度或不足。