01：一颗送上太空的心脏
2024 年 9 月 23 日，美国东部时间上午 7:59，宇航员 Tracy C. Dyson、Nikolai Chub 和 Oleg Kononenko 乘坐俄罗斯联盟号 MS-25 飞船成功返回地球，安全降落在哈萨克斯坦草原。
（图源：NASA TV）
据报道，三名宇航员情况稳定。
此举将刷新国际空间站单次任务的时长记录。自去年9月乘联盟号MS-24飞船升空以来，他们连续飞行了374天，超过了2022年到2023年因联盟号飞船冷却液泄漏事故而延长任务的美俄三人组所创造的371天纪录。
鉴于太空旅行的不可预测性，未来四个月可能会发生很大变化，宇航员们的身体也将面临前所未有的挑战。
今年的9月，一项名为「太空飞行引起的心脏芯片自动化平台收缩和线粒体功能障碍」的研究在美国国家科学院院刊上发表 。研究人员发现，在太空中停留仅一个月后，人造心脏组织就开始恶化。不仅心脏的节律变得不规律，分子和基因也朝衰老的方向进展。
（图源：PNAS）
斯坦福大学心脏病专家 Joseph Wu 指出，这项研究提供了一种有效的方法，可以识别太空飞行对人体心脏有害影响背后的分子途径；并指出了微重力对人体造成的伤害。医护人员对宇航员返回地球后的监测发现，长时间暴露在微重力下后，会出现心律失常等心血管问题。
随着组织在太空中待的时间越来越长，它们的收缩模式变得更加不稳定，到第 19 天时，心跳间隔增加了五倍多。然而，这种不规则性在组织返回地球后就消失了。
返回后，研究人员使用透射电子显微镜检查了肌节（负责肌肉收缩的结构），发现它们比地面样本中的肌节更短、更混乱；在太空中待了 30 天的组织中的线粒体肿胀甚至碎裂；对这些样本的 RNA 进行测序显示，与炎症和心脏病相关的基因和通路表达增加，于此同时正常心脏收缩和线粒体功能所必需的基因表达减少。
这也意味着，在太空环境对宇航员的身体影响，远远被大众所低估。
02：阿波罗宇航员的死亡率
阿波罗计划（英语：Project Apollo或作阿波罗工程），是 美国国家航空航天局 迄今为止最庞大的月球探测计划，共斥巨资255亿美元。从1961年-1972年进行了11次 载人航天 任务，有 9 次飞越地球轨道进入深空。
(图源：NASA,1961年5月25日，肯尼迪总统在国会上发表人类登月计划的演讲)
本次计划共进行了6次载人登月，先后有12名宇航员对月球进行实地考察，在世界航天历史上都具有划时代的意义。然而，一篇发布在英国【自然】杂志旗下【科学报告】期刊的一研究显示，与执行近地轨道任务的宇航员或从未执行过轨道任务的宇航员相比，参加过阿波罗计划的宇航员患心血管疾病的风险更高。
（图源:JAMA）
人类科学学院的Michael Delp教授对已故的7名登月宇航员进行了死亡分析，发现已死亡的宇航员中有43％死于心血管疾病。与仅仅是执行近地轨道（LEO）任务的宇航员比较，飞入太空深处的宇航员死于心血管疾病（CVD）的几率高出了4-5倍；而非飞行宇航员 (9%) 和低地轨道宇航员 (11%) 的 CVD 死亡率则没有差异。
实验推测 深空辐射可能对血管内皮产生影响 ，当超出地球的保护性磁层进入更强烈的深空辐射环境时，人类的健康风险可能会升高。
2024年5月，我国空军军医大学的研究团队发布在Advances in Clinical Medicine的一篇论文也显示：辐射影响人体的心血管功能和健康。
（图源：临床医学进展）
据统计，人在地球上每年接受的辐射剂量大约为 2 mSv，在地球不同位置，年均自然辐射水平在 1.5 至 26 mSv 范围内波动。然而执行六个月飞行任务后，国际空间站的宇航员辐射总量大约为 80 mSv。如果航天员所处的辐射水平超出地磁场的保护范围，会显著增加癌症和潜在急性辐射疾病发生的风险。研究数据显示，2 Sv 辐照剂量会诱发早期辐射病，连续照射 30 天死亡率可达 35%；10 Sv 辐射水平下个体将出现严重辐射病，七天内死亡率高至100%
此前，关于辐射诱发血心管系统疾病风险的相关数据，大多是以癌症放射治疗的病人以及暴露于重大核辐射的个体(如原子弹幸存者队列)为研究对象推断出来的。辐射可诱导内皮损伤，加重冠状动脉硬化，使得乳腺癌患者罹患动脉粥样硬化性心血管疾病的风险大大增加。
（图源：Nature Reviews Cardiology）
通过调查期暴露于高剂量辐射的个体发现，部分受照者出现缺血性心脏病和高血压，心血管疾病死亡率显著增加。
目前，太空辐射防护的基本方法仍然是通过物理屏蔽手段控制辐射量，利用更先进、高速的飞船推进系统，科学安排发射和执行舱外太空任务的时间和地点躲避强太空辐射。此外，还可以利用生物医学技术研究并合理使用各种辐射防护剂和营养保健剂，如抗氧化剂、抑制剂及其他物质，消除和抵抗辐射继发的有害因素，减轻辐射对心血管系统的损伤。
然而，以目前的生物技术手段来看，尚未有公认的方案可以消除患者因辐照出现的心脏毒性，已有的防护方法还是比较有限制。或许未来有一天，人类对外太空的研究更为深入，开发出更有效的辐射防护方法，找到了能够抵消长期暴露于微重力环境影响的药物或治疗方法，人类才能够进一步深入太空，实现更雄心勃勃的宇宙探索计划和遨游太空的星际旅行的梦想。
参考资料：
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
