沈羨云　唐承革

人和動物在進入太空時，不可避免地攜帶了數(shù)以萬億計的細菌進入太空。人類在太空中定居，它們也會隨之而來。為了航天員的健康，我們必須了解它們，知道它們是否喜歡太空環(huán)境，太空會使它們發(fā)生什么變化?？茖W(xué)家們?yōu)榱搜芯窟@個問題，在地面和太空中進行了一些實驗，觀察這些小蟲在太空的表現(xiàn)和危害。

太空中最多的生物

當(dāng)人們談到太空居民時，首先想到的是航天員，有人也可能會想到為了進行醫(yī)學(xué)和生物學(xué)實驗的動物、植物和細菌，但很少有人會注意到這些生物本身攜帶的細菌。實際上，在圍繞地球軌道旋轉(zhuǎn)的航天器上，數(shù)目最多的生物是生物體自己帶上去的細菌。在我們的身體內(nèi)到處都有細菌，它們中的大多數(shù)棲息在我們的內(nèi)臟中，更多的是溜到我們吃的食物里和我們所呼吸的空氣中。僅在一名航天員的內(nèi)臟中，就有數(shù)以億萬計的細菌生活著，例如在結(jié)腸中就有1014個細菌，手和嘴里的細菌超過億萬個。實際上在人體內(nèi)細菌的數(shù)量超過人體細胞的數(shù)量。這些緊緊粘附在人體中的細菌，人走到哪里，它就跟到哪里，哪怕進入月球和火星，它們都會緊追不舍。那么，人們首先提出的一個問題是“太空旅行對細菌有何影響？”“太空中的細菌是變老實了，還是更猖狂了？”。

太空細菌更狠毒

為了解決上述問題，美國和俄羅斯付出了巨大的經(jīng)費和人力，他們在太空中和地面進行了航天失重對細菌影響的研究。在太空中進行這方面的實驗有些困難，不僅要花費巨額的實驗經(jīng)費，很多實驗條件在太空也不具備。為此，美國宇航局的科學(xué)家們設(shè)計了一個模擬失重的裝置——回轉(zhuǎn)儀，這是一種可以模擬低重力對生物體影響的裝置。當(dāng)將細菌放到儀器上的液體容器里時，回轉(zhuǎn)儀開始慢速地旋轉(zhuǎn)起來。在旋轉(zhuǎn)器里，懸浮在液體中的細菌受到離心力的作用，但它們的受力方向是隨著回轉(zhuǎn)儀的旋轉(zhuǎn)在不斷地改變的。從一段時間里來看，作用在細菌身上力的總合為0，這樣就好像細菌處在失重環(huán)境下一樣。這個方法是目前公認的、可以模擬失重影響的方法，航天醫(yī)學(xué)研究者們常常采用這種裝置進行失重對植物、細胞影響的研究，當(dāng)然也可以用這種方法觀察失重對細菌的影響。實驗結(jié)果表明在模擬失重條件下，沙門氏菌發(fā)生了改變。在回轉(zhuǎn)儀中的細菌生存能力增強了，它們對胃酸和熱的抵抗能力更強，而且也有更好的辦法躲避人體巨噬細胞的攻擊，巨噬細胞是人體免疫系統(tǒng)中的衛(wèi)士，它可以吞噬侵入人體的細菌，維護人體的健康。地面和太空實驗說明在失重環(huán)境下，沙門氏菌的繁殖能力和生存能力都增強了。眾所周知，沙門氏菌是對人體不利的細菌，它是引起人胃腸道疾病的罪魁禍首。它侵入到人體后，會引起人體嚴重的胃腸道反應(yīng)，使人出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀。航天中沙門氏菌的變化，提示其他危害人體的細菌也可能出現(xiàn)同樣毒性增強的改變，這對航天員的健康會造成很大的威脅。

人體的免疫功能下降

在我們的身體內(nèi)到處都是小侵略者：細菌、病毒、原生動物。它們中一些對人體是不利的，另一些是有利的。通常情況下，它們不會對人體構(gòu)成一種威脅。因為在我們身體中，有一個強壯的免疫系統(tǒng)，它像一個嚴密的檢查站，對身體內(nèi)的外來者進行嚴格檢查，絕不會放過對人體有害的入侵者，也不傷害對人體有利的細菌。它們在我們的身體沒有出現(xiàn)問題以前，就可以發(fā)現(xiàn)和消滅病原體，使它們不能危害人體。所以，沒有免疫系統(tǒng)，人就不能生存。

在太空中，我們的免疫系統(tǒng)發(fā)生了改變，免疫系統(tǒng)的戰(zhàn)斗力減弱了，特別是免疫細胞的戰(zhàn)斗力下降了。人體的免疫系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，在這個復(fù)雜的系統(tǒng)中，主要斗士是游遍全身、與病菌做斗爭的免疫細胞。人體中有各種各樣免疫細胞；其中兩種免疫細胞的戰(zhàn)斗力最強，一個是B細胞，它可以釋放出抗體——蛋白質(zhì)，可以辨識出細菌或其他引起疾病的侵入者，將它們包圍，然后消滅它們。另一個是T細胞，它是免疫系統(tǒng)的戰(zhàn)士，可以對病原體發(fā)動進攻和消滅它們。

在太空中，這些細胞變得遲鈍了。例如，T細胞的繁殖能力下降了，淋巴細胞的數(shù)目減少了，而且戰(zhàn)斗力下降了。它們中的很多細胞好像突然變老了，移動起來慢了，不能很快到達細菌入侵的地方，也不能有效地相互溝通消滅細菌。實際上，它們似乎無法很好地執(zhí)行消滅入侵病原體的任務(wù)了。

太空飛行可以使細菌的繁殖能力和毒性增加，又可以使對抗它們的免疫系統(tǒng)戰(zhàn)斗力減弱，這種雙重的作用，使太空中的細菌變得更猖狂了。不僅如此，航天中的失重環(huán)境還可以影響人體的所有生理系統(tǒng)，例如它可以引起心血管功能下降、航天運動病、航天貧血癥、骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮。這樣，航天員在太空更容易得病。在太空發(fā)病與在地面上不同，某些病在地面上不會致命，在航天中可能致命。而且，隨著飛行時間的延長，人發(fā)病的機會增多，有些病在地球上是很容易處理的，在太空中卻變得很復(fù)雜。如流行性感冒，如果在地球上發(fā)生，將病人隔離，給予適當(dāng)?shù)闹委熀芸炀蜁?。但在太空中，在飛船這種密閉、狹小的環(huán)境中很難將航天員隔離，艙內(nèi)空氣不能與外界相通，更增加了感染的機會。航天員工作都是一個蘿卜一個坑，病倒幾個就會影響飛行任務(wù)的完成。同時，航天中沒有足夠的醫(yī)療設(shè)備、藥品和醫(yī)務(wù)人員，對一些疑難的病就很難做出準確的診斷和及時的治療，往往會貽誤病情。

航天員的身體狀態(tài)要比正常人好得多，經(jīng)過嚴格的選拔和訓(xùn)練，能夠上天的航天員都是確保沒有任何疾病的，即將登上飛船的航天員如果出現(xiàn)任何小毛病，也會被候補的航天員所取代，而且在航天中還采用了許多嚴格的防護措施，防止航天員生病。盡管如此，航天員在飛行中仍免不了要生病，患病的類型多為上呼吸道感染、病毒性胃炎、風(fēng)疹等。在美國的“阿波羅”任務(wù)中，就有一名航天員患很重的病，給完成登月著陸飛行任務(wù)帶來了巨大困難，前蘇聯(lián)“禮炮”號航天員弗拉基米爾·瓦休金還因在飛行中出現(xiàn)炎癥性疾病，站上的藥物對他無效，被迫終止飛行返回地面；參加前蘇聯(lián)“聯(lián)盟TM-11”號的日本航天員秋山在飛行中高燒達40℃，出現(xiàn)了虛脫。特別是在未來星際飛行中，航天員如果在脫離地球軌道飛行期間，或者登陸到其他星球時生病，是不可能及時將他們送回地球醫(yī)治的，這將是一件十分危險的事。所以，研究細菌在航天中的表現(xiàn)，找出抑制有害人體細菌的辦法是十分重要的。

但是，需要提出的一點是人體中的細菌不都是有害的，有些對人體是有益的。例如，在我們胃里的一些細菌，可以生成有利于血液凝結(jié)的維生素K，還有一些細菌有助于人體消化食物。在適度的情況下，甚至病原體也不是完全有害的，它可以刺激免疫系統(tǒng)，增強人體的免疫功能，也就是說人們需要這些細菌。太空環(huán)境下細菌生長和生存功能增強，這也不完全是一件壞事。因為那些有利于人類菌的增多，將為人類帶來福利。一些細菌還可以制造出有用的抗生素，在太空中細菌生產(chǎn)的抗菌素產(chǎn)量高于地球。例如，90年代中期，在航天飛機上進行的實驗就證明太空中生產(chǎn)的抗生素的產(chǎn)量比在地球上生產(chǎn)要高2倍多，而且更純，質(zhì)量更高。這樣，我們就可以利用太空的特殊環(huán)境，生產(chǎn)有利于人類的細菌。 因此，我們下一步的任務(wù)是要采用一些辦法“壓制”不利于人類健康的細菌，降低它們對人類的危害，“激發(fā)”有利于人類的細菌，使它們更好地為人類服務(wù)。

【責(zé)任編輯】蒲暉