驚人發現:長時間太空飛行和耐力游泳能讓「心臟縮小」
長期在太空中和極端耐力游泳二者之間有何共同之處呢:答案是兩者都能引起心臟縮小。
這是研究人員在比較了宇航員斯科特·凱利(Scott Kelly)和橫渡大西洋的第一位馬拉松游泳健將貝諾·萊考特(Benoît Lecomte)的心臟後得出的結論。
由於沒有了地球引力給心臟帶來的負荷,導致心臟萎縮。在這兩種情況下,運動都不足以阻止心臟出現這種變化。
該研究由美國德克薩斯大學達拉斯西南醫學中心內科教授萊文博士(Dr Benjamin Levine)領導,其研究結果發表在《循環》(Circulation)雜誌上。
該研究對太空長期旅程意義深遠,例如,美國航空航天局(NASA)未來幾十年對火星的探索計劃。
萊文教授對BBC科學事務編輯保羅·林孔(Paul Rincon) 表示,在他們多年的研究中所了解到的一件事就是心臟非常有可塑性,「心臟能適應所承受的負荷」。
萊文教授說,在太空飛行過程中發生的一種情況是,心臟不再需要對抗引力把血液往上輸送。
斯考特·凱利(Scott Kelly)為了讓科學家研究太空長途飛行隊人體的影響,在國際太空站(ISS)呆了340天。
橫渡大西洋第一人
2018年6月5日,萊考特在橫渡大西洋之後又開始暢遊太平洋。
在接下來的159天當中,他遊了2821公里,但最後還是決定放棄。
如此長時間游泳也會改變引力對心臟的負荷,因為游泳時人體保持水平狀態,而不是垂直。
萊考特每天平均游泳5.8個小時,每晚睡眠8小時,這意味著他每天有9至17個小時處於俯臥狀態。
科學家們有時會借用臥牀休息研究來模擬太空飛行,因為身體平躺消除了從頭到腳的陡度造成的心臟負擔。
但萊文教授表示,身體長時間在水中保持水平實際上是模擬太空飛行的更好模式。
心臟變輕
萊文教授說,因為這兩位男士的心臟都不需要再往上泵血,他們的心臟就開始變小萎縮。
這份報告的另外一名合作者——德克薩斯大學西南醫學中心的麥克納馬拉博士(Dr James MacNamara)表示,他們在觀察萊克特左心室時發現,在四、五個月的游泳過程中他的左心室大約縮小了20-25%。
與此同時,凱利在近一年的太空生活後心臟也縮小了19-27%。
不過,運動能對抗萎縮過程。國際太空站的宇航員們已經進行高強度的體能訓練以緩解在地球軌道上肌肉和骨骼出現的損耗。
但即使這樣,也不足以防止心臟萎縮,就像凱利的情況那樣。
在研究最開始,研究人員還曾研究過萊考特在水中的運動是否足以防止心臟組織萎縮。
萊文教授表示,他剛開始絶對認為萊考特的心臟不會萎縮。但是他說,科學的神奇之處在於你從意外發現中能學到最多。
他說,事實證明當每天長時間游泳,就不像奧運游泳金牌得主菲爾普斯那樣竭盡全力,只不過是輕輕地踢踢腿,運動量不大。
萊文教授表示,這種低強度運動不足以保護心臟免受失重的影響。
然而,他們兩人的心臟變化並不長久,一旦他們回到陸地上,他們的心臟又恢復了正常。
其它潛在風險?
但心房會在太空中膨脹,部分原因是液體經過方式的改變。它可能會導致心房顫動,即心臟跳動加速並會有心律不齊。
它不僅可以影響運動,而且還增加中風的風險。
太空旅行給心臟帶來的另一風險是太空中的較高輻射水平可能會加速冠心病的發作。
雖然宇航員都接受過動脈粥樣硬化檢查,但他們在進入太空時往往已經人到中年。科學家知道冠心病是隨著年紀增加而出現的問題。
這一點很重要,因為在太空中突發心臟病可能會有災難性後果。
NASA的一個叫Cipher的太空項目將再派10名宇航員到太空中執行長期任務,萊文教授也參與了該項目。
研究人員將對這批宇航員的心臟進行多項不同測試以及高科技掃描檢查,以便了解在太空中心臟功能的更加詳細情況。