01：一顆送上太空的心臟
2024 年 9 月 23 日，美國東部時間上午 7:59，太空人 Tracy C. Dyson、Nikolai Chub 和 Oleg Kononenko 乘坐俄羅斯聯盟號 MS-25 飛船成功返回地球，安全降落在哈薩克草原。
（圖源：NASA TV）
據報道，三名太空人情況穩定。
此舉將重新整理國際太空站單次任務的時長記錄。自去年9月乘聯盟號MS-24飛船升空以來，他們連續飛行了374天，超過了2022年到2023年因聯盟號飛船冷卻液泄漏事故而延長任務的美俄三人組所創造的371天紀錄。
鑒於太空旅行的不可預測性，未來四個月可能會發生很大變化，太空人們的身體也將面臨前所未有的挑戰。
今年的9月，一項名為「太空飛行引起的心臟芯片自動化平台收縮和粒線體功能障礙」的研究在美國國家科學院院刊上發表 。研究人員發現，在太空中停留僅一個月後，人造心臟組織就開始惡化。不僅心臟的節律變得不規律，分子和基因也朝衰老的方向進展。
（圖源：PNAS）
史丹佛大學心臟病專家 Joseph Wu 指出，這項研究提供了一種有效的方法，可以辨識太空飛行對人體心臟有害影響背後的分子途徑；並指出了微重力對人體造成的傷害。醫護人員對太空人返回地球後的監測發現，長時間暴露在微重力下後，會出現心律不整等心血管問題。
隨著組織在太空中待的時間越來越長，它們的收縮模式變得更加不穩定，到第 19 天時，心跳間隔增加了五倍多。然而，這種不規則性在組織返回地球後就消失了。
返回後，研究人員使用透射電子顯微鏡檢查了肌節（負責肌肉收縮的結構），發現它們比地面樣本中的肌節更短、更混亂；在太空中待了 30 天的組織中的粒線體腫脹甚至碎裂；對這些樣本的 RNA 進行測序顯示，與炎癥和心臟病相關的基因和通路表達增加，於此同時正常心臟收縮和粒線體功能所必需的基因表現減少。
這也意味著，在太空環境對太空人的身體影響，遠遠被大眾所低估。
02：阿波羅太空人的死亡率
阿波羅計劃（英語：Project Apollo或作阿波羅工程），是 美國國家航空暨太空總署 迄今為止最龐大的月球探測計劃，共斥巨資255億美元。從1961年-1972年進行了11次 載人航天 任務，有 9 次飛越地球軌域進入深空。
(圖源：NASA,1961年5月25日，甘迺迪總統在國會上發表人類登月計劃的演講)
本次計劃共進行了6次載人登月，先後有12名太空人對月球進行實地考察，在世界航天歷史上都具有劃時代的意義。然而，一篇釋出在英國【自然】雜誌旗下【科學報告】期刊的一研究顯示，與執行近地軌域任務的太空人或從未執行過軌域任務的太空人相比，參加過阿波羅計劃的太空人患心血管疾病的風險更高。
（圖源:JAMA）
人類科學學院的Michael Delp教授對已故的7名登月太空人進行了死亡分析，發現已死亡的太空人中有43％死於心血管疾病。與僅僅是執行近地軌域（LEO）任務的太空人比較，飛入太空深處的太空人死於心血管疾病（CVD）的機率高出了4-5倍；而非飛行太空人 (9%) 和低地軌域太空人 (11%) 的 CVD 死亡率則沒有差異。
實驗推測 深空放射線可能對血管內皮產生影響 ，當超出地球的保護性磁層進入更強烈的深空放射線環境時，人類的健康風險可能會升高。
2024年5月，中國空軍軍醫大學的研究團隊釋出在Advances in Clinical Medicine的一篇論文也顯示：放射線影響人體的心血管功能和健康。
（圖源：臨床醫學進展）
據統計，人在地球上每年接受的放射線劑量大約為 2 mSv，在地球不同位置，年均自然放射線水平在 1.5 至 26 mSv 範圍內波動。然而執行六個月飛行任務後，國際太空站的太空人放射線總量大約為 80 mSv。如果航天員所處的放射線水平超出地磁場的保護範圍，會顯著增加癌癥和潛在急性放射線疾病發生的風險。研究數據顯示，2 Sv 輻照劑量會誘發早期放射線病，連續照射 30 天死亡率可達 35%；10 Sv 放射線水平下個體將出現嚴重放射線病，七天內死亡率高至100%
此前，關於放射線誘發血心管系統疾病風險的相關數據，大多是以癌癥放射治療的病人以及暴露於重大核放射線的個體(如原子彈幸存者佇列)為研究物件推斷出來的。放射線可誘導內皮損傷，加重冠狀動脈硬化，使得乳癌患者罹患動脈粥樣硬化性心血管疾病的風險大大增加。
（圖源：Nature Reviews Cardiology）
透過調查期暴露於高劑量放射線的個體發現，部份受照者出現缺血性心臟病和高血壓，心血管疾病死亡率顯著增加。
目前，太空放射線防護的基本方法仍然是透過物理遮蔽手段控制放射線量，利用更先進、高速的飛船推進系統，科學安排發射和執行艙外太空任務的時間和地點躲避強太空放射線。此外，還可以利用生物醫學技術研究並合理使用各種放射線防護劑和營養保健劑，如抗氧化劑、抑制劑及其他物質，消除和抵抗放射線繼發的有害因素，減輕放射線對心血管系統的損傷。
然而，以目前的生物技術手段來看，尚未有公認的方案可以消除患者因輻照出現的心臟毒性，已有的防護方法還是比較有限制。或許未來有一天，人類對外太空的研究更為深入，開發出更有效的放射線防護方法，找到了能夠抵消長期暴露於微重力環境影響的藥物或治療方法，人類才能夠進一步深入太空，實作更雄心勃勃的宇宙探索計劃和遨遊太空的星際旅行的夢想。
參考資料：
1、Spaceflight-induced contractile and mitochondrial dysfunction in an automated heart-on-a-chip platform，PNAS，2024.9
2、Do Apollo Astronaut Deaths Shine aLight on Deep Space Radiation andCardiovascular Disease？JAMA，2016
3、The Impact of Space Radiation on the Cardiovascular System,Advances in Clinical Medicine , 2024
4、Cardiovascular Effects of Space Radiation: Implications for Future Human Deep Space Exploration.，European Journal of Preventive Cardiology，2019
5、Radiation Risk of Cardiovascular Diseases in the Cohort of Russian Emergency Workers of the Chernobyl Accident，Health Physics，2017
6、Heart in Space: Effect of the Extraterrestrial Environment on the Cardiovascular System，Nature Reviews Cardiology，2017
