抗失重不良影响的措施

人虽然可以较长时间在失重环境中生活和工作，但失重对人体还是有不良影响，必须有适当的对抗措施。有些已用在航天中，收到了一定的良好效果，有些则还处在研究阶段。
失重引起人体生理功能紊乱，主要与下列三方面因素有关。
❶血液静水压的取消和血液向身体上部移动。
❷骨胳-肌肉系统和心血管系统重力负荷的降低。
❸重力感受器功能的变化。例如耳石不受重力作用时，会引起半规管功能变化。
要防止失重对人体的不良影响，可以设法在飞船或轨道站上形成人工重力。例如使飞船或轨道站产生旋转，造成约有0.3G的向心加速度。但也有人认为必要性不大。因为采取别的防护措施已能使人在航天中较长期正常工作和生活(最长已达185天)，而且人工重力，对前庭功能还会引起不良影响。防止失重对人体不良影响，要采用综合性措施。可从以下几个方面考虑。
合理的作息制度 美、苏两国在载人航天初期，航天员在轨道飞行中，为了不间断地与地面取得联系，曾采用航天员轮流值班制度，使航天员得不到很好休息，加重了失重对人体的不良影响。后来改变每班作息时间，尽可能与地面站一致，取得了良好效果。
饮食和营养 失重时，可以引起体内离子代谢的变化，使钠、钾、钙等离子从体内排出增多，引起体内缺少。阿波罗15号两名航天员在月面上活动和返回地球过程中，曾出现超出正常范围的心律失常。有人认为，缺钾可能是病因之一。在以后几次阿波罗飞行中，在饮食中增加了钾的含量，没有再出现严重的心律失常。
锻炼措施 定时作体育锻炼。失重可使骨胳-肌肉系统负荷减少，心血管系统脱适应(deconditioning)。为了防止这种现象出现，就应当给骨胳-肌肉系统和心血管系统适当的负荷。例如在天空实验室，航天员采用了MK Ⅰ和MK Ⅱ两种锻炼器作体操活动。MK Ⅰ的体操动作如图1。MK Ⅱ是中间有五根弹簧连接的带有两个把柄的锻炼器。每拉长0.3m需用力约11kg。航天员每天用MKI操作重复多次，而MK Ⅱ用得较少。正常的心血管反应的保持与血液流体静压和动压很有关系。长期单纯的静压作用，能使下肢血管刺激减弱，对维持正常血管反应不利。在运动时，依靠血液的流动，产生流体动压，对血管张力调节起有益的作用。根据这种理论，在设计运动方式时，要使身体沿纵轴作跑、跳的动作，使血液对下肢血管壁产生冲击作用。苏联已研制出一种在飞船上使用的综合练习器。美国在天空实验室4号采用特制的跑台装置。规定每天在跑台上要走、跳几分钟。还采用自行车功量计作为运动工具。运动量为31～71瓦-分/公斤体重。总锻炼时间随轨道飞行时间的长短而有所变动。如联盟9号，18昼夜的飞行，起初曾规定每昼夜完成两次体操，每次运动时间30分钟，后来把活动时间增加到每次60分钟。礼炮号航天员，每昼夜进行三次活动，两次75分钟，一次30分钟。天空实验室2号、3号、4号规定的体育活动时间分别为0.5小时/天，1小时/天，1.5小时/天。下表表明体育锻炼的效果。

图1 用MK Ⅰ锻炼器作体操动作示意图

图2 跑台装置

特定的航天服也可使肌肉、骨胳系统保持一定的负荷。例如苏联礼炮号航天员穿了一种带有橡皮张力吸收器的负荷服(load suits with rubber shock absorbers)，使肌肉-骨胳系统经常保持一定的紧张状态。在飞船返回前，航天员穿特制的下身加压服。可使返回地面后，血液不致过多地聚积在下身。压力梯度在踝部为85～90mmHg，到腰部为10mmHg。
下体负压 对长期卧床的人使用20～40mmHg的下体负压（将人置于特制的下体负压筒内），每天作用8小时，这种措施可使血浆容量基本不减少。它可使抗利尿激素分泌增加，排尿减少，于是保持了血浆容量。它还可增强交感神经活动，使血中儿茶酚胺含量增多。它还可防止被试者在长期卧床后立位试验时发生晕厥，并且心率增加程度减轻。在四星期卧床过程中，如果只在最后两天每天进行下体负压锻炼10小时，也有使血浆容量恢复和防止立位耐力降低的效果。现在还有人在研究自行车功率计与下体负压相结合的锻炼器的作用。近来还研究了下体负压服的作用。这种服装类似裤子，能使裤内保持负压，使失重时，血液仍能向下半身分布，以对抗失重带来的不良影响。

航天员运动后的有关数据

天空实验室 航天员	腿部伸肌力量变化 飞行前15天与飞行后 1天比较百分率/天	腿部容积变化 飞行前15天与飞行后 5天比较百分率/天	无脂身体质量变化 飞行前15天与飞行后 1天比较百分率/天	体重的变化 飞行前1天与飞行后 当天比较百分率/天	自行车功量计 每天运动平均量 瓦-分/公斤体重
☆2 +3 4	-0.89 -0.44 -0.09	-0.160 -0.088 -0.023	-0.089 -0.019 -0.011	-0.13 -0.03 -0.02	31.3 65.0 71.0

☆自行车功量计 + 自行车功量计，MK I和MK II锻炼器自行车功量计， MK I和MK II锻炼器， 跑台(引自William E Thorton,1974)

肌肉电刺激 对长期卧床的被试者，用适宜的电刺激，使肌肉收缩强度相当于最大自动收缩强度的0.6～0.9。刺激部位在腹、背和下肢。每天刺激两次，每次刺激时间15～30分钟，对保持肌肉硬度有好处，可以减少小腿围径的下降，起床后做立位试验，心率增加较少，也不易出现晕厥。
药物 它可部分地防止低动力或失重所引起的不良反应。有的药已实际应用。飞行时睡眠不好，可以服用镇静剂。失重可能诱发运动病，航天员可以服用东莨菪碱-右旋苯氨基丙烷合剂之类的抗运动病药。给长期卧床被试者注射或输注血管紧张素2毫当量/分，尿和钠、钾离子排泄可以正常。它对血浆容量的恢复和提高立位耐力有好处。9-α-氟氢可的松可以阻止卧床引起的血球容量减少，恢复水-盐平衡，防止重量丧失和其他功能紊乱。但对改善卧床后立位耐力降低作用不大。采用甲状腺降钙素可以使失重时引起的脱钙程度减少，采用类固醇类和生原体的同化物可以防止长期低动力时的氨基酸丢失和骨质脱钙。长期卧床的人服用咖啡因、士的宁和非那明，在开始阶段可使动脉压增加，心搏量和心输出量增加。但在卧床后期(30天以后)，反而使收缩压、平均动脉压、心搏量和心输出量都下降。所以在长时间航天时，采用药物对抗失重影响，要注意其不良反应。
以上措施，虽能减轻失重对人体的不良影响，但不能完全消除。