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编号:10525161
航空航天医学的研究内容
http://www.100md.com 2004年2月10日 《现代护理报》 2004.02.10
     低压缺氧

    航空航天医学的研究范围非常广泛,低压缺氧是航空航天中的重要环境因素之一。大气压力随着高度升高而降低。当外界压力降低到266.89mm汞柱(8000米上空)时,人就会发生减压损伤。

    外界环境压力降低时,人体组织内、体液中的气体(主要是在血液和组织液中溶解度高的氮气)会游离在血管内形成气泡。形成的气泡在血管内成为气栓堵塞血管,在血管外则压迫局部组织。血管内的气泡循环到肺部则出现肺血管栓塞,继发肺循环障碍;气泡在肺脏外胸廓内可造成气胸;气栓在心脏血管内可导致循环障碍。气泡压迫局部组织常见于四肢关节,特别是膝关节、肩关节等处,引起剧烈的疼痛,这种现象,称为“屈肢痛”;飞机迅速上升下降时产生的气压剧烈变化,可引起中耳的疼痛,称为航空性中耳炎。

    外界压力降低时,空气中的绝对氧分压也相应降低,引起飞行人员的高空缺氧。在3000米高度时人会出现轻度缺氧,4600米高度可发生中等度缺氧,在6100米以上的高度,可出现严重的缺氧状态。脑和感觉器官对缺氧非常敏感,缺氧直接影响乘员的协调动作和智能功能(记忆、理解、判断),严重缺氧会引起意识障碍,导致严重的飞行事故。
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    失重和超重

    飞行器升、降时会产生超重,航天器在宇宙空间飞行时会产生失重,两者对人体生理功能均有影响。航空航天飞行器飞行时速度快,机动性强,产生强大的超重(又称加速度、过载)。

    飞行中各种加速度对人体的前庭器官是一种刺激,在适宜范围内一般不会引起不良反应,当加速度刺激频繁、剧烈,时间较长,超过前庭器官的阈值,即可引起运动病反应。

    失重引起的人体生理功能变化主要是:

    心血管功能改变。失重时人体的流体静压丧失,血液和其他体液不像重力条件下那样惯常地流向下身。相反,下身的血液回流到胸腔、头部,航天员面部浮肿,头胀,颈部静脉曲张,身体质量中心上移。人体的感受器感到体液增加,机体通过体液调节系统减少体液,出现体液转移反射性多尿,导致水盐从尿中排出,血容量减少;出现心血管功能降低征候,如心输出量减少、立位耐力降低等,返回地面后短时对重力不适应。
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    随着航天的时间延长,心血管功能可在新的水平上达到新的平衡,心率、血压、运动耐力恢复到飞行前的水平。失重引起血容量减少的同时可出现血红细胞、血红蛋白量的减少,这些随着航天时间的延长逐渐恢复正常。

    失重时,出现头晕、恶心,腹部不适,体位翻转等运动病症状,称为航天运动病,又称航天适应综合征。发生率约占航天员总数的1/3~1/2。航天初期进入失重后即可发病,持续一周,失重一周之后,前庭功能可对失重适应。

    骨盐代谢紊乱。失重会引起人体的骨无机盐代谢紊乱,经尿排出的钙磷增加,钙的排出量每月约6克左右。负重的跟骨、股骨等骨盐丧失较大,上肢挠骨、尺骨则较轻。脱钙的原因是适宜载荷垂直负重对骨骼肌肉的刺激减弱或消失,血液供应减少,骨细胞营养改变,破骨细胞功能增强,成骨细胞功能减弱,分解过程大于合成过程。骨盐的丧失引起骨质疏松,而且持续时间很长。

    失重引起的肌肉变化,主要表现在对抗重力的肌群张力减弱,甚至萎缩。原因是抗重力肌不需做功,出现废用性萎缩。一般认为人在失重下生活6个月,生理功能不会发生不可恢复的改变。
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    宇宙辐射

    航空航天飞行中常可出现宇宙辐射对人体的伤害。宇宙辐射主要指从银河系各方面来的高能带电粒子流,由质子、光子、电子组成;其次是太阳发生耀斑时释放出的大量高能带电粒子,绝大多数是质子、粒子;第三种是地球辐射带的射线,带电粒子在近地球空间为地磁场俘获,形成范围很广的高强度辐射区,称地球辐射带。辐射粒子作用于人体细胞产生电离效应。

    航天时接受剂量的多少与航行轨道有关,航行轨道高时比轨道低时接受的剂量多。载人航天中还应特别注意重粒子对人的伤害,载人航天器的金属舱壁有防辐射作用,但有一定限度。应尽可能避免航空航天时遭受太阳耀斑的辐射伤害。

    食物供应

    飞机乘员的食品供应,应注意营养丰富。飞行前避免食用易产气和富含纤维素的食物,并防止空腹或过饱飞行。航天员的食品除营养丰富、适合口味外,重要的是适合航天条件下食用。航天时舱内一切物体,包括食物,都处于失重状态,会自由飘浮。航天食品中肉酱、果酱类半固体食品可装入牙膏状的铝管内,进食时挤压铝管食物即可通过硬塑料管进入口中。这类食品方便安全,但不适合口味,现已少用。面包、点心、肉块、鸡块等可制成一口大小的块状,表面涂有一层可食用的薄膜,以防食品破碎脱屑。航天食品要求非常高。为了节省飞船的空间和发射时的有效载荷,航天员携带的航天食品尽可能地重量轻、体积小、营养好,而且不含残渣,如骨、刺、皮、核等。食品必须符合失重条件下航天员生理改变的要求。航天飞行导致航天员骨钙丢失,肌肉萎缩,红细胞数量减少,食品要针对航天员生理改变指数对膳食的营养素作适当调整,昼夜节律
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    长期生活在地球表面昼夜节律周期中的人,心理生理功能逐渐形成与此相适应的人体内环境的平衡,某些功能存在着与昼夜节律相类似的同步变化。外界环境昼夜周期发生变化后,人在短期内不能适应,会出现一些生理功能紊乱现象。

    载人航天器飞行轨道一般是近地轨道,绕地飞行一周大约90分钟,24小时内有16个昼夜变化。航天员长期习惯于地球上的昼夜周期,对这种短暂的昼夜变化很不习惯,可出现睡眠不好,易醒、易疲劳,工作效率降低等。航天医学工作者将航天员的作息制度按24小时为一个昼夜周期安排,基本上与地球昼夜周期同步。

    空间运动病

    空间运动病,它和一般人平时的晕车和晕船症状非常相似,也是上腹部不适,继而面色苍白,出虚汗,头晕眼花恶心,严重的还会呕吐,但吐过以后症状会明显减轻。空间运动病一般在载人飞船一进入轨道后就会发生,持续2至4天后症状自动消失。

    首先,空间运动病的发病率很高,有资料表明,有将近半数以上的宇航员入轨后都会患上这种病。由于载人飞行的工作日程安排得非常严格,宇航员入轨后需要有许多重要的操作在这段时间内完成。如果这时候出现运动病症状,则会或多或少地影响其空间任务的完成,严重者还会影响到载人航天飞行的安全性。其次,空间运动病的发作没有一定的规律性,虽然初次参加航天飞行的人患此病的较多,但在有些多次上天的宇航员中也还会出现该病发生的情形,这就不能不对原有的飞行计划产生影响。

    由于空间运动病的发病机制非常复杂,迄今为止,各国科学家对其还是没有作出令人满意的解释,同时也没有找出有效防治的理想措施。当然,从现有的研究水平来看,在航天飞行之前反复进行摇摆运动还不失为防止运动病发生的一个措施。, 百拇医药