人類的身體並未演化來適應太空生活,而這點顯示於我們的血液當中。自從人類開始在地球以外的環境度上一段長時間後,研究人員已開始注意到,太空人中的紅血球奇妙且持續地喪失中。

太空貧血

這個現象被稱作「太空貧血」(space anemia),而直到最近,它的成因仍是個謎。有些專家認為太空貧血僅僅是一個短期的現象,是在微重力之下,為了我們身體中的流體變化而形成的短暫補償現象。然而,一項新研究指出,這可能是一個更具有破壞性且長久的機制。

在一次為期六個月的太空任務航行之間,研究人員發現,人體破壞了較正常情況下多 54% 的紅血球。這些讀數比預期的還要來得高,且數據是直接來自 14 位國際太空站(International Space Station,ISS)的太空人的呼吸與血液。

這些量測數據是根據血液中鐵的測試、以及呼吸中的一氧化碳而定。當呼出一分子的一氧化碳時,在紅血球中所發現的一色素分子也會被破壞,因此,這能夠作為紅血球喪失的一項有用概估。

加拿大渥太華大學的流行病學家蓋·特魯戴爾教授(Guy Trudel)說:「這是我們所擁有,對於在太空中以及回到地球之後,紅血球控制的最佳說明。考量到我們之前從來沒有做過這樣的量測,而且我們也不知道是否會發現任何東西的情況下,這些發現是很令人驚奇的。我們感到訝異,並因為好奇心而有所回報。」

在太空時

當還穩穩地站在地球表面上時,研究中的太空人每秒會製造與破壞大約 200 萬顆紅血球。然而,當他們在太空軌道上時,他們的身體每秒大約會破壞 300 萬顆紅血球。

當處於微重力時,人體大約會喪失流過我們血管液體的 10%,因為血液會累積在我們的頭部與胸腔。這就是為何,當看來自 ISS 的影片時,太空人有時看起來腫腫的。多年來,這是作為太空貧血的解釋。或許,喪失紅血球是我們的身體用來補償血液量減少的方式。

但是這並不是目前的研究所發現的。紅血球的喪失並未使我們的血液組成均衡,且似乎在整趟太空航行中都不會下降。即使在 120 天後,當所有太空人身體中的紅血球都是在太空中製造出來時,紅血球仍然是以相似的速率在喪失著。

特魯戴爾教授說:「我們的研究顯示,當抵達於太空時,會有更多紅血球被破壞,而且會在太空人執行任務的整個期間持續發生。」

當太空人在太空中時,紅血球的喪失似乎會導致血液中的鐵血清循環比起平常還要來的更高。一旦沒有那麼多的紅血球來運輸鐵到全身,太空人就會逐漸產生貧血,根據程度可以分成輕微、中度以及嚴重。

回到陸地

當他們回到地球上時,13 位太空人中有 5 位(其中一位在登陸時並未抽血)已經達到臨床能夠診斷出程度的貧血。也就是說,他們的身體不具備足以支撐生理需求數量的紅血球。

在登陸的約 3 或 4 個月後,他們的紅血球數量回到正常水準。但是即使在他們結束太空飛行的一年後,他們的身體仍然在破壞比前往太空之前多 30% 的紅血球。

此研究並未量測紅血球的產量,但是既然沒有太空人產生重度的貧血,因此儘管在太空時,他們嚴重地失去了紅血球,他們的身體仍然可能在產生比平常還要多的紅血球。

如果這是真的的話,那就必須根據此來調整太空人的飲食。產生更多的紅血球會對骨髓功能施加壓力,而這必然需要消耗更多能量。如果太空人沒有適當地受到保護,當他們回到地球時,很有可能產生對心臟、肺部、骨頭、大腦及肌肉系統造成損傷的風險。

特魯戴爾教授解釋說:「幸好,當你的身體處於失重狀態時,若在太空中擁有較少紅血球的話,這並不會構成問題。但是,當登陸於地球,或是其他可能的行星或月球時,影響著你的精神、耐受度、以及力量的貧血可能會威脅任務。貧血造成的影響,只有在著陸且必須再次應付重力時,才會感受到。」

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參考資料:

  1. Cassella, C., (2022, January 17). We Finally Know the True Extent of Space Destroying Astronauts’ Red Blood Cells. ScienceAlert
  2. Trudel, G. et al., (2022, January 14). Hemolysis contributes to anemia during long-duration space flight. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-021-01637-7
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/space-anemia-is-real-and-scientists-just-worked-out-why(圖:Chris Cassidy/Twitter)
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