邢堃,康程
作者:邢堃,康程 北京航天總醫院
審核:魯暘筱懿 國家遙感中心
4月16日上午,神舟十三号載人飛船返回艙反推火箭成功點火後,平安降落在東風着陸場預定區域。三名航天員狀态良好。180多天的太空飛行中,3名航天員在地面科技人員支持下,圓滿完成了2次出艙活動、2次“天宮課堂”太空授課活動,開展了多項科學技術試驗與應用項目。王亞平成為中國首位進行出艙活動的女航天員,航天員首次在軌通過遙操作完成貨運飛船與空間站對接,飛行乘組創下了中國航天員連續在軌飛行時長新紀錄,為後續建造空間站奠定了堅實基礎。
航天飛行一直是被認為充滿挑戰,這裡面越來越多女性也參與。除了神舟十三号,我國已有多個航天飛行乘組是男女“搭配”的組合。男女航天員在生理功能上的性别差異一直是航天醫學專家關注的重點。美國航空航天局的科學家曾經對男女宇航員的性别差異做過全面的介紹。但是由于目前女宇航員上天的人數還比較少,要從統計學上提出男女宇航員的性别差異(統計學需要大量樣本),還是有一定困難的。
心血管功能各有千秋
科學家在航天飛行後對航天飛機航天員的立位耐力實驗發現,在出現暈厥前期症狀的航天員中女性比男性多。
所謂立位耐力實驗就是在飛行以後,讓航天員從躺卧位立即站立起來,如果出現頭暈眼花的情況,就是立位耐力下降。研究發現,當航天員從躺卧位突然站立而出現暈厥前期症狀時,收縮壓一般下降25mmHg,舒張壓一般下降15mmHg。男女航天員相比,女航天員出現昏厥前期症狀的比例更高。科學家認為,女性發生這種情況可能跟絕經前雌激素對血管的間接擴展作用有關。
中國空間站内部畫面(圖片來源:微信公衆号“人民日報”)
不過,男航天員在心血管功能方面也有弱點。在航天飛行中男航天員比女航天員更容易發生室性心率不齊,而且長期飛行比短期飛行更容易患這種疾病。據報道,第一次發生室性心率不齊的是阿波羅15号宇航員歐文,他和宇航員斯科特在月面上行走期間感到手指尖劇烈疼痛和腫脹。另外,歐文在回到指揮艙後不久還出現短暫的意識喪失。返回地面21個月以後,歐文又發生心肌梗塞。專家認為,歐文的心肌梗塞部分原因是由于月面行走時心内膜受到損傷。即使在地面上,男性的血管内壁也比女性脆弱,更容易受到損傷。在30-40歲男性中,冠心病的發病率比女性高出6倍,而絕經前期的婦女一般很少會因心髒病而死亡。因此,就航天飛行中的心血管功能而言,男女各有千秋。
神舟十三号航天員首次出艙畫面(圖片來源:央視一套)
鎂離子代謝方面女性略勝一籌
科學家發現,在長期載人航天中,由于失重和缺乏體力活動,儲存在骨骼和肌肉中的鎂會大量喪失,而且這種喪失不會因航天員加強體育鍛煉而減輕。更為嚴重的是鎂的喪失會引起腎上腺素分泌增加,而腎上腺素分泌增加反過來又加速鎂的喪失。這是一種嚴重的惡性循環,在飛行過程中航天員增加或是減少體育鍛煉,都隻能加劇這種惡性循環。這種惡性循環可以導緻血管痙攣、血栓形成和嚴重的心髒節律紊亂,最後還會形成永久性的心肌損傷。科學家在分析阿波羅15号登月任務中發現,這種惡性循環在航天飛行的第12天就開始出現,可能會持續2-3年,相當于整個載人火星探測的往返飛行時間。
有意思的是,女航天員在航天飛行過程中能夠保留體内的鎂,鎂的喪失情況比男航天員輕得多,因此她們天生具有防止這種惡性循環的能力。而且正是由于女航天員體内的鎂比男性多,因此她們身體具有更完善的修複機制和抗氧化能力。科學家認為,女航天員的這種優勢得益于雌激素。雌激素通過複雜的血管機制使女性體内得以保留更多的鎂。所以,就雌激素和體内鎂的代謝而言,女性更适合于長期航天飛行。
太空行走和應急出艙方面的差異
衆所周知,女性的體力不如男性。女性的平均體力隻有男性的2/3,而且女性上半身的體力為男性的50%,下半身為70%。這種體力上的性别差異無論是在地面上或是在太空中都是一樣的。也許有人認為,在太空失重狀态下男女在體力上的差别已沒有意義。其實不然,航天員在航天飛行中也有許多體力勞動,特别是太空行走,需要上半身大量的體力勞動。因為航天員在太空其實并不是在行走,而是要完成各種太空維修保養、設備安裝和科學實驗任務,這些工作都需要用上肢和手來完成。有些工作如果讓女航天員來完成可能就有一定困難,因為女航天員如果用力太猛,不僅容易産生疲勞,而且還可能導緻肌肉損傷。
美國宇航員在應急出艙時一般穿着“發射進入服”。這種服裝主要是供航天飛機宇航員在發射和返回着陸時穿的,相當于“艙内航天服”。這種服裝質量為26公斤,在地面進行模拟試驗時穿着它行走需要被試者具有很大的有氧代謝能力,同時腿部的肌肉還要有勁。12名男性被試者穿着這種服裝試走了5分鐘,其中有4名被試者堅持不下來,腿部肌肉疲勞是不能完成行走的主要原因。因此科學家預測,由于女性有氧代謝能力低、腿部肌肉力量又弱,如果讓女宇航員穿着這種服裝做應急出艙,可能會有麻煩。看來美國航空航天局在設計這種服裝時,可能忽略了男女宇航員的這種性别差異。總之,在執行應急出艙任務時,可能應以男宇航員為主,這種情況下就不能講“男女平等”了。
月經及懷孕方面的差異
男女航天員的最大區别是女航天員有月經,而且還可能懷孕。月經是婦女的“專利”。在載人航天的早期,有些人就是利用婦女的月經來作文章,聲稱微重力會導緻月經異常,因而将婦女排斥在航天員隊伍之外。但事實證明,女航天員在航天飛行過程中月經沒有異常,也就是說微重力對女航天員的月經沒有造成任何影響。2000年2月,美國女宇航員貝克在《婦産科研究》雜志上發表文章,用自己的親身經曆和美國女宇航員的大量事實證明了這種觀點。文章說:“微重力對月經沒有明顯的影響,女宇航員在太空來月經跟在地面上完全一樣。”
不過也有科學家擔心,在微重力條件下女航天員有可能發生經血逆行,即微重力使經血不往下流,而是沿着子宮和輸卵管向上進入盆腔和腹腔,如果瘀積在腔中,就會引起痛經和子宮内膜異位等症狀。但是迄今為止,在所有上過天的女航天員中還沒有發生過這種情況。有人建議,為了女航天員在長期航天中的健康與安全,今後應該加強這方面的研究,确保在微重力條件下不會發生這種情況。
男女航天員的另一個差異是女航天員要生兒育女,而男航天員沒有這個問題。根據統計,80%以上的美國女宇航員沒有要小孩,她們中大多數人是在職業生涯結束之後才懷上第一胎,因此第一次分娩的年齡一般是42-43歲。美國航空航天局明文規定:不允許懷孕的女宇航員上天。宇航員在航天飛行前都要經過嚴格的婦科檢查,一旦發現懷孕,不但取消航天飛行資格,而且也不允許繼續進行訓練,特别是在中性浮力水池、失重飛機和低壓艙内的訓練。在中性浮力水池中訓練,絕對不允許懷孕的女宇航員參加。因為宇航員水下訓練的時間較長,一般都在8個小時以上。醫學上認為, 孕婦長時間在這種壓力變化的環境中停留,會影響胎兒的生長發育。
女航天員要争取到航天飛行的機會并不容易,因此她們盡量将生育的時間往後推。但是婦女年過40以後再懷孕,不僅容易流産、下一代容易出現遺傳缺陷,而且受孕的機會明顯下降。醫學上認為,婦女最好的生育年齡是在32歲以前,32歲以後受孕的成功率就開始下降,而美國女宇航員的平均年齡正好是32歲。雖然在上天後男女宇航員的生殖系統沒有明顯異常,但女宇航員懷孕後,還是有40%以上的人流産,9%的人死産,還有2個新生兒患有慢性遺傳性疾病。
除此之外,深空旅行所固有的輻射暴露會造成女性的一些原始卵泡的破壞。數據表明,典型的火星任務可能會使女性卵巢儲備減少50%左右。這會影響女性的生殖能力,更重要的是縮短絕經的時間間隔。到絕經的時間間隔縮短還與較早的死亡率有關。雌激素替代療法和女性航天員卵母細胞的冷凍保存可以用來解決這些問題。
總之,航天員中既然有男有女,就有性别上的差異。不過這種差異對女航天員完成航天任務沒有造成明顯影響。而且男女航天員的這種性别差異有些表現為女性占優勢, 有些是男性占優勢,雙方其實不分上下。因此,今天世界各國都是使用同一标準選拔和訓練航天員,沒有專門針對女航天員的選拔和訓練标準。
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