人體暴露于航天環境,將會產生范圍廣泛的體液影響。返回地面后的宇航員的許多變化,也都被認為是直接或間接地伴隨著由于失重引起體液向頭部轉移所造成的影響。但是,這些變化,特別是內分泌的變化可能與航天飛行有關的應激或其他變量因素有關。
最為明顯的是血液變化,它包括血漿容量的減少、紅細胞凈容量的改變、紅細胞形態分布的變化、淋巴T細胞數量和功能的改變以及伴隨航天而產生的最為顯著的體液與電解質變化,包括體液總量的減少和電解質逐漸的進行性喪失等。
血漿容量的減少是失重對人體影響生理改變之一。美、蘇的研究結果表明,宇航員個體的血液學反應有相當大的差別。但這些變化確實發生于航天中和航天后。宇航員在航行幾天后,體液減少趨于穩定,并且逐漸開始恢復。
“天空實驗室”的3批宇航員在航天飛行前、后的測定,表明紅細胞凈容量的喪失。這些變化從開始起可繼續一段時間。“天空實驗室2號”宇航員的紅細胞凈容量在返回地面后并未立即恢復,直到航天飛行后2周才恢復。
心肺系統發生的最重要的變化是體液從下肢向頭部移位,這種體液移位可根據某些觀察得以證明。“天空實驗室”宇航員飛行中所拍攝的照片,表明有眼窩腫脹、面部水腫和眼瞼增厚的體征。頸靜脈和顳部、頭皮和前額的靜脈似乎是充盈而擴張的。
雖然飛行中面部組織腫脹的因素部分原因可能是由于無重力所致,但體液移位也可能起到重要作用,特別是由于靜脈充血。
這些照相是在“天空實驗室-3”的任務將要結束時拍攝的,從而說明水腫和靜脈充血甚至在空間數月以后也不減退。宇航員的報道為:鼻子不通氣,頭發脹,面部浮腫,這也支持體液移位的假設。
宇航員典型地表現出飛行中腓腸部周徑減少達30%。在“天空實驗室”和“阿波羅聯盟”飛行任務中,在飛行前、飛行中和飛行后對宇航員進行了多次下肢周徑測量,以獲取容積的估計值并確定體液移位的時間過程。
飛行初期不是上肢而是下肢容積減少,在返回到地面時迅速恢復到飛行前值。據分析,似乎體液的主要移位不是一進入軌道就迅速發生。其移位的速度似乎是按照指數過程進行,在24小時內達最大值,然后在3至5天之內達平穩狀態或一種新的穩態。
飛行中,下體負壓試驗對心血管系統比飛行前同樣程度的下身負壓試驗表現出更強的應激,這種現象顯然是由于飛行中出現體液大量向頭部移位變化所造成的。總血容量的減少可能起重要作用,但飛行中體液喪失的時間過程,直到現在還未能清楚地加以闡明。
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人體的感受器感到體液增加,機體通過體液調節系統減少體液,出現體液轉移反射性多尿,導致水鹽從尿中排出,血容量減少,血紅蛋白量也可相應減少;還可出現心律不齊、心肌缺氧以及心肌的退行性變化,并出現相應的心臟功能障礙,返回地面后對重力不適應而易于出現心慌氣短以及體位性暈厥等表現。