文档文库
手机版
投诉建议
热门搜索： 心得体会 演讲稿 思想汇报
首页 > 宇宙环境对人体机能及运动能力的影响

宇宙环境对人体机能及运动能力的影响

发布时间：2023-02-05 18:51:27   来源：文档文库   
小 中 大
字号：
手机查看
文章编号:1000-677X(200501-0071-03体育科学2005年(第25卷第1期CHINASPORTSCIENCEVol.25,No.1,71-73,2005.宇宙环境对人体机能及运动能力的影响InfluenceofUniversalEnvironmentonBodyFunctionandSportsAbility肖国强XIAOGuo-qiang摘　要:在无重力环境的环境中,身体的各器官系统对于这种环境产生了特殊的变化,容易出现宇宙贫血、血管系统的紧张性下降,心脏的缩小也有可能发生;返回地面时出现脑贫血、起站立失调,工作能力下降。宇宙飞行导致人骨骼肌萎缩、骨盐量减少、姿势平衡混乱。为了防止宇宙飞行长时间的无重力环境对身体机能的影响,维持在地面上的体力,飞行员必须进行适应性训练。在没有达到利用宇宙空间的人工重力作用的今天,运动和药理学方法的研究具有重要意义。关键词:宇宙;环境;人体机能;运动能力;体能训练;影响Abstract:Undertheconditionofweightless,bodyorganandsystemmayoccurspecialchangesuchasuniversalanemia,nervousdecreaseofcardiovascularsystem.Afterreturningtotheground,brainanemia,standingunbalanceandmovementabilitydecreasingappears.Flyinginuniversalcanleadtomuscleatrophies,bonemineralcontentdecreaseandposturebalancedisorder.Inordertopreventtheinfluenceofweightlessconditiononbodyandkeepthephysicalstrengthontheground,thepilotmustmakeadaptationtraining.Uponnoreachingtheartificialgravitytoday,exerciseandpharmacologymethodhassignificantmeaning.Keywords:universal;condition;cardiovascularsystem;sportsability;physicaltraining;influence中图分类号:G804.63　　　文献标识码:A　　人在宇宙中飞行,首次经历长时间无重力的体验,幸亏机体的适应生存并能够在这种环境中活动。可是,这种适应之后,当人返回有重力的地球时,又由适应转回到不适应。为了宇宙飞行员的安全,由适应到再适应,最小限度地缩小体力的差别,采取有效的训练手段进行飞行中运动负荷,宇宙飞行员的身体机能健康体力的研究成为运动医学的重要的研究课题。1　无重力环境中的身体机能的变化1.1　心血管系统的变化宇宙飞船沿着轨道飞行时,大约处于10-4G程度就形成了无重力状态,其结果使失去重量的静脉血沉降,促进回心血,同时,周围的组织液也向头部移动(单腿大约1l的体液,因此,血流增加而下肢的血液量减少[1]。此外,心输出量增大,面部浮肿,脑血流量增大。这种血液的紊乱引起了血流的重新再分配,大约经过2周后,血浆量和红细胞数量减少,电解质大量损失,体液量减少,经过一个半月后机体才逐渐稳定[2]。总之,逐渐形成无重力顺应状态,容易出现宇宙贫血、血管系统的紧张性下降,心脏的缩小也有可能发生。因此,返回地面时出现脑贫血、起站失调,工[3]作能力下降。1.2　骨骼肌的变化宇宙飞行导致人骨骼肌萎缩的研究并不多。LeBlancd(1995研究报道,经8天宇宙飞行使飞行员的下肢肌肉量减少6%～8%。而Edgertond(1995的研究指出,11天的宇宙飞行后使飞行员的肌纤维横断面积减少16%～36%,而日本宇宙飞行员在无重力环境下,每天的肌肉萎缩率为1%。为了防止无重力环境中肌肉萎缩的现象,地球上(重力作用下长期安静卧床状态导致肌肉萎缩的现象引起了人们的重视,与宇宙环境中的萎缩程度相比较,大约每天0.5%[4-7]。在无重力环境的适应中,骨骼肌发生萎缩,收缩蛋白质减少。骨骼肌发生萎缩时,肌蛋白质并不同样减少,细丝受萎缩的影响最大,其结果与粗丝相连的位置发生改变,产生力的基本单位发生障碍,可能使张力下降[8]。慢肌纤维的快肌变化意味着收缩速度增加和放松时间缩短。在无重力环境中的适应,慢肌纤维的短缩速度的增加,取决于收缩蛋白中肌球蛋白分子的变化。具有慢肌纤维类型的肌球蛋白分子的慢肌纤维的短缩速度也增加,与此同时,与其他的因素也有关。此外,舒张的时间缩短,与Ca++离子的释放和回收的控制有关。肌细胞内Ca++的动态变化受肌小胞体(SR机能、SR内部、肌细丝,以及肌钙蛋白作用等因素的影响[9,10]。适应于无重力环境的慢肌纤维,由于细胞内Ca++的变化,增加了短缩速度和舒张速度。总之,骨骼肌纤维收缩机能和肌小体机能对于无重力环境的适应,主要是与肌肉的兴奋—收缩耦联的各种收缩蛋白的变化有关,其结果,发生快肌纤维化和收缩力量下降现象[11,12]。暴露在微重量环境中的动物实验研究表明,肌纤维发生萎缩,肌纤维类收稿日期:2004-05-23;　修订日期:2004-10-14作者简介:肖国强(1949-,男,湖北武汉人,教授,博士,博士研究生导师,研究方向为特殊环境运动生理学,Tel:(02085211386,E-mail:xiaode@pub.guangzhou.gd.cn。作者单位:华南师范大学体育科学学院,广东广州510631PhysicalEducationDepartmentofSouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510631,China.71
体育科学2005年(第25卷第1期型发生变型变化,使运动神经元和感觉神经元的氧化酶的活性降低[13,14]。怎样控制神经肌肉在微重量环境中发生退化现象将是今后的研究课题。1.3　骨密度的变化研究报告指出,支撑下肢的骨盐量的损失随飞行的日期而减少(前苏联由75天到185天的飞行,骨盐量由0.9%减少到19.8%。skylab号84天的飞行,4人平均减少4%,每人大约失掉25g骨盐量。在飞行中,钙的代谢始终处于负的平衡状态,并不清楚达到怎样的水平才能处于稳定状态[1]。研究者们担心宇宙飞行员因长期飞行而产生骨质疏松症。前苏联宇宙基地Mir的观察(1986—1990年发现,这种负平衡现象由于激烈的运动负荷而被减弱[15,16]。对于骨量的维持除了内分泌学的钙—磷代谢的调节外,重力和肌肉力量对于骨的适当的负荷极为重要。现在的宇宙飞行中,身体常暴露在无重量状态之中,严重地减少了骨的重量负荷,其结果导致骨量减少。通过X光线密度计对骨密度测试的结果表明,即使在短期的飞行中也会丧失大量的骨盐量。最初的阿波罗(Apollo宇宙飞行员在飞行后,踵骨的骨盐量平均减少3.2%。与此同时,即使非重量负荷的桡骨和尺骨的骨盐量也同样大量地丧失。此外,尿中的Hydroxyproline在飞行中逐渐增加,表明胶元组织衰退现象出现[17,18]。前苏联对于长时期宇宙飞行后的飞行员,采用单光子和二重光子吸收法的测定的结果指出,踵骨的皮质和骨梁的骨盐量减少,胫骨骨干的骨盐量浓度下降,而身体上方的骨盐量增加。Saliyuto7号的4名宇宙飞行员长时期飞行后(2人5个月、2人7个月的飞行,采用X线CT检查的结果发现,4人的椎骨的骨盐量均下降。这些研究的结果支持了在无重量环境中,容易引起重量负荷骨的骨盐量减少假说。可是,宇宙飞行是否只是对重量负荷骨影响,目前仍然不清楚。宇宙飞行开始初期,引起骨盐量的急剧减少,此后随时间的延长骨盐量并不是持续减少。为了说明其原因,可从骨的吸收方面考虑。在切断小鼠肌腱和神经连接,使骨没有负荷的实验中发现,手术后72h,破骨细胞数量和骨的吸收面增加,手术后30h和第10天后并未出现。前苏联对3周飞行后在返回中因事故而死亡的3人进行解剖的结果发现,有相当多的异常大的骨细胞小窝,表明骨吸收增加。因此,从地球的重力环境飞向微小重量环境,减轻了对骨的重量负荷,有可能在初期可产生一过性的骨吸收的亢进。日本宇宙飞行员毛利在飞行中的尿样的检查指标pyridinoline的排泄增加,虽然仅只一例样本不能代表大样本,但也看到了短时期的宇宙飞行引起骨吸收的亢进现象。此外,采用DXA对腰椎的骨盐量检查发现,飞行后的第2天骨盐量下降2%,表明短时期的飞行也引起重量负荷骨的骨盐量下降,而在第9天的检查结果并未发生明显的变化。但是,飞行前后骨吸收和骨形成的变化均出现下降。骨密度的减少,抑制骨的形成及骨吸收的亢进并不十分清楚,但宇宙飞行使飞行员的骨盐量减少却是事实,而且,在飞行后的骨盐量的完全恢复可能是比较困难的。因此,人们关注飞行员年老后发生骨质疏松症的机率可能较高。美国最初的飞行员骨盐量的检查结果发现,尿和粪便中的钙和磷的排泄量增加,因此,非常重视飞行员食物的摄取量和尿、粪便的排泄物变化。研究表明,飞行开始后,尿中的钙排泄量急速增加,第30天达高值,而粪便中的钙一直持续增加。飞行10天内与飞行前比较,钙的平衡消失,而成为负值。钙的丧失速度在飞行初是缓慢的,飞行后第84天消失300mg/d。无重量环境下飞行员骨盐量的丧失要比长期卧床还要严重。但是,前苏联的研究报道,宇宙飞行员在飞行初期骨的钙大量丧失,而在某一宇宙停留时期丧失速度下降。目前,长时期的宇宙飞行对骨的钙的丧失并不十分清楚,但骨急剧地丧失钙可能引起高血钙症,其结果有引起尿道结石症的危险性。1.4　前庭神经系统的变化在无重力条件下,测定耳石的重力方向是不可能的,但是,内淋巴由于头部的动作,对耳石器的直线运动的加减速度和半规管的旋转运动的加减速度的刺激是可能的。当然,这种刺激的作用点与地球上的不同。同时,肌肉的感觉消失,姿势的平衡只能靠惟一的视觉。因此,这种条件的变化引起了姿势平衡的混乱[19]。由于没有重力,在宇宙中工作被认为是轻松之事,可是为了控制身体的姿势,还是要消耗能量的[20]。2　无重力环境中的健康体力训练在无重力环境的环境中,身体的各器官系统对于这种环境产生了相适应的变化。为了返回1G的适应的方向,必须考虑一时离心力的人工重力的作用。用短的半径得到与地球相同的加速度,必须提高旋转速度,可是,对前庭器官就产生了异常的刺激,而容易发生障碍。为此,现在惟一的方法是采用运动负荷的方法,进行适应性的训练[21]。2.1　功率自行车负荷训练与在地面的运动负荷相同,只是在肩上系带,将上体固定在自行车上。美国的Skylab2号的宇宙飞行员最初就是进行这种训练,以918kgm/min的运动负荷,进行30min,每天进行1次训练。1974年前苏联宇宙飞行员的运动负荷为975kgm/min,进行30min,每天进行1次训练[14]。2.2　等动拉力器(MK-Ⅰ和等动练习器(MK-Ⅱ为了补充功率自行车的运动负荷,美国对Skylab3号宇宙飞行员增加了等动练习的方法[22]。在离心等动练习器上连一条尼龙绳,阻力在3～100kg范围内,每天进行30min的练习。这种伴随阻力的运动,在无重力的条件下可达到有效的效果。但运动负荷的定量化有待于进一步的研究。2.3　活动跑台运动负荷美国Skylab4号、6号宇宙飞行员进行练习的方法,是用4条有弹性的绳系住练习者的肩部和腰,将上体向地面方向牵拉,身体轴方向为80kg的重力,模拟1G的环境。同时,为了防滑,采用塑料(teflon蹬坡板方式进行。每天进行步行、跑、跳跃蹬30min的练习。由于80kg的重力,两脚前掌着地,同时离开地面是很困难的,习惯于这种动作却容易忘记正常的步行动作。从1975年以来,前苏联很重视活动跑台的运动负荷练习,并在踝关节上也系上了绳子,在踝关节上下工夫。在0.65G环境中,身体轴方向的负荷为50kg,每天进行2次,每次运动负荷强度平均为120m/min,进行30～40min练习[22,23]。前苏联为了挑战人探测火星(单程315天,宇宙飞行员长时期飞行为目标,每天进行4～6h体能训练,以防止体重和肌肉力量下降[24]。2.4　轻负荷服装从肩部到脚身着有弹性的服装,在身体的轴方向轻负荷,使肌肉紧张程度大约为体的50%。此方法只有前苏联实72
肖国强:宇宙环境对人体机能及运动能力的影响施,除晚上睡觉以外穿着[25]。3　宇宙飞行中的运动内容与效果为观察短时间的运动训练的效果,对Salyut4号、6号宇宙飞行员飞行30天、63天、96天、140天后的结果,与飞行前

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/0e026322482fb4daa58d4b5f.html

《宇宙环境对人体机能及运动能力的影响.doc》
将本文的Word文档下载到电脑，方便收藏和打印
推荐度：
点击下载文档

文档为doc格式
相
关
案
例

相关推荐

推荐内容

初中生做饭日记300字 满月酒贺词(15篇) 《失落的一角》读书笔记 寂寞相依的伤感句子 《山楂树之恋》读后感 公允价值计量研究【毕业作品】 一体化通关流程 初中作文教案 一事一议 2018年福州一中面向福州七县、平潭综合实验区乡镇 文艺青春的句子留言大全
网站内容来自网络，如有侵权请联系我们，立即删除！ Copyright © 范文写作网京ICP备16605803号