免疫系统如何对改变的重力做出反应

太空旅行一直通过重力改变的新条件对生物系统的影响来测试人体。人们早就知道，持续暴露在微重力下会改变人体生理机能，并造成损害肌肉、感觉、内分泌和心血管功能的影响。但是，短时间暴露在改变的重力下是否也有风险?

现在，发表在《宇航学报》上的一篇论文研究了抛物线飞行产生的微重力对人体免疫系统的影响。在短暂暴露于改变的重力后，参与研究的志愿者的血细胞防御能力没有显着变化。此外，该研究没有发现红细胞聚集过程的证据 - 运输O2和一氧化碳2到心血管系统——抛物线飞行后。

该研究由UB生物学院细胞生物学，生理学和免疫学系教授Ginés Viscor协调，其中包括来自德国Trias i Pujol研究所(IGTP)的专家Jordi Petriz和来自加泰罗尼亚技术大学巴塞罗那理工学院(UPC)和加泰罗尼亚空间研究所(IEEC)的Antoni Pérez-Poch的参与， 在其他作者中。该研究的第一作者是研究员Abril Gorgori-González(UB)。

抛物线飞行：模拟重力实验室

太空旅行是研究微重力对人体影响的理想场景。这些旅行使得同时研究长期暴露于微重力对不同宇航员的影响成为可能，但它们在时间、资金和基础设施方面需要高昂的成本。

在不离开地球大气层的情况下，还可以在不同平台上模拟模拟重力条件。例如，通过飞机上的抛物线飞行，这使得以可承受的成本在短期内(即使是几秒钟)研究微重力改变的影响成为可能。

“飞机抛物线飞行等人工平台提供了有价值但更有限的结果，因为它们只允许在短期内(几秒钟或几分钟)研究重力改变的影响。因此，可以通过抛物线飞行重现的生理变化的轮廓是微重力在人体中产生的即时和短暂的变化，“UB适应性生理学组负责人Ginés Viscor说：运动，缺氧和健康。

作为研究的一部分，使用Mudry CAP20飞机(一种10座特技飞行飞机)进行了2分钟的抛物线飞行，在此期间进行了<>条抛物线。“每个抛物线允许达到大约八秒的微重力周期，随后和之前是大约两秒的超重力阶段，”UPC计算机科学系的研究员Antoni Pérez-Poch说，UPC和IEEC的巴塞罗那东工程学院(EEBE)讲师。

这些使用特技飞机的抛物线飞行 - 世界上一种开创性的方法，在加泰罗尼亚开发 - 由巴塞罗那 - 萨瓦德尔航空俱乐部运营，是与UPC合作进行的航空研究的结果。

“与维护成本相比，这种创新技术在微重力下实现的时间比例很高，与更多地使用飞机相比，这是非常有利的，尽管它也有一些限制(后勤和空间)。在大型飞机的抛物线飞行的情况下，自NASA或ESA(欧洲航天局)等机构自太空竞赛开始以来一直使用的更昂贵的操作，每个抛物线最多可以实现25秒，“Pérez-Poch说。

压力下的免疫功能

微重力对血液系统的直接影响源于血容量、血流量和体液向上半身的重新分配。“心血管适应包括心血管反应改变导致身体方向和平衡异常，对直立性压力反应差，心脏功能下降和心血管对运动的反应不足，”Ginés Viscor说。

免疫系统是对环境条件的任何变化最脆弱的生理系统之一，这可以通过其强大的可塑性和对内部和外部失衡的反应来解释。在科学文献中，仍然没有关于重力改变的飞行中对短时间暴露的免疫反应的结论性结果，在某些情况下，结论甚至是矛盾的。

在这项研究中，研究小组根据几个参数分析了免疫系统对短时间暴露于微重力的反应：红细胞和白细胞计数，血红蛋白浓度，吞噬能力和氧化代谢。

“结果表明，人类血液样本在抛物线飞行中暴露于改变的重力条件并不涉及与实验研究期间平行留在地面上的样本有关的负面影响。外周血细胞计数也没有显着变化，“Jordi Petriz(IGTP)说。

“除了单核细胞 - 一种白细胞 - 免疫细胞的功能在其氧化代谢或吞噬能力方面没有观察到显着差异，”研究员Abril Gorgori-González(UB)说。“假设，如果白细胞的功能在暴露于改变的重力时发生变化，免疫功能和对外部感染或肿瘤过程的防御也会受到损害。

该团队应用了流式细胞术技术，具有声学聚焦，几乎不对志愿者的血液样本进行操作。根据作者的说法，杂技飞行研究典型的样本限制 - 有后勤限制 - 不允许得出一般结论。因此，现在的目标是继续使用其他微重力模拟平台研究人体免疫系统，以研究生理变化，避免并发症并预测风险情况。

太空游客警告

太空旅游对一些商业部门来说是一项具有重大经济利益的活动。然而，太空游客和宇航员之间的主要区别之一是旅行前的身体和心理准备。

“重力改变或持续缺乏重力是这些太空旅行者面临的环境变化之一。人体是在地球引力的条件下进化的，并不适应这种吸引力的缺失。在太空旅行中，还必须考虑其他因素，例如电离辐射、恒定噪音、隔离、禁闭、昼夜节律完全失真以及在返回大气期间短暂暴露在极端温度下，“专家警告说。

“还描述了长期代谢，骨质疏松症和眼科问题。虽然太空旅行对未经训练的太空旅行者的影响尚未得到研究，但物理环境的所有压力因素都可能对太空游客的健康产生负面影响。因此，就目前而言，'外层空间访问'被设计为持续时间很短，“该团队总结道。

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