王子牛，李小濤，周 敏，張劍鋒，高 原

前言

神舟十三號(hào)飛行成組183天的空間站駐留刷新了中國(guó)航天員長(zhǎng)期在軌飛行新紀(jì)錄，中國(guó)空間站在軌建造階段即將完成。后期我國(guó)航天員長(zhǎng)期太空駐留也將變得更為頻繁。長(zhǎng)期太空飛行必須面對(duì)的失重環(huán)境對(duì)航天員的安全與健康提出了挑戰(zhàn)，同時(shí)也給予了航天領(lǐng)域“體醫(yī)融合”新的歷史機(jī)遇。太空失重環(huán)境中，人體生理各個(gè)系統(tǒng)在失去重力刺激的調(diào)節(jié)下產(chǎn)生一系列去重力性改變，以適應(yīng)新的無重力環(huán)境。去重力性生理適應(yīng)會(huì)使航天和返回地球后面臨新的重力環(huán)境在適應(yīng)障礙。失重導(dǎo)致的肌肉萎縮、骨質(zhì)丟失、心血管功能失調(diào)使航天員在重新面對(duì)重力應(yīng)激時(shí)面臨極大的威脅，主要表現(xiàn)為立位耐力下降、運(yùn)動(dòng)能力減退以及平衡控制能力障礙等。

載人航天飛行過程中長(zhǎng)期暴露于失重環(huán)境所造成的這一系列去重力適應(yīng)性改變與運(yùn)動(dòng)員停訓(xùn)綜合征及老年人的生理機(jī)能減退相似，恰好與地面長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)鍛煉所產(chǎn)生的適應(yīng)性變化效果相反。因此，用于延緩衰老、預(yù)防停訓(xùn)綜合征的體育運(yùn)動(dòng)鍛煉可能是最為有效的失重不良生理效應(yīng)的對(duì)抗措施。當(dāng)前國(guó)際空間站及中國(guó)空間站所有航天員均按計(jì)劃嚴(yán)格執(zhí)行著規(guī)律的運(yùn)動(dòng)鍛煉，以對(duì)抗失重所引起的身體機(jī)能減退[1-2]。

1 太空失重對(duì)人體生理機(jī)能的影響

人在地球重力環(huán)境中進(jìn)化和生活，人體各生理系統(tǒng)已完全適應(yīng)1G的重力環(huán)境，當(dāng)航天員離開地球進(jìn)入太空后，重力作用消失使血液流體靜壓消失，血液及體液向上半身轉(zhuǎn)移。從而導(dǎo)致人體各器官出現(xiàn)一系列改變，其中心血管系統(tǒng)、肌肉骨骼系統(tǒng)與感覺神經(jīng)系統(tǒng)的影響最顯著[3-4]。這些改變會(huì)對(duì)航天員在軌的日常生活及返回后的身體狀況帶來巨大的挑戰(zhàn)，甚至威脅到航天員的生命安全。

1.1 太空失重對(duì)心血管系統(tǒng)的影響

失重環(huán)境下血液頭向轉(zhuǎn)移和體液丟失，使循環(huán)血容量下降，靜脈回心血流量增加，從而導(dǎo)致心輸出量增加[5]。重力作用的消失引起心肌和血管適應(yīng)性改變，使心臟發(fā)生退行性改變，造成嚴(yán)重的心血管系統(tǒng)功能障礙，失重還將導(dǎo)致下肢靜脈順應(yīng)性改變將導(dǎo)致航天員立位耐力不良和運(yùn)動(dòng)能力下降，制約其出艙的活動(dòng)時(shí)間和工作效率，甚至影響返回時(shí)的正常操縱和應(yīng)急離艙的能力[6]。另外失重引發(fā)血管的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生區(qū)域特異性改變，并影響血管內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)和功能，引起相關(guān)基因和分子的表達(dá)變化；失重導(dǎo)致腦血流速度升高，血管阻力下降導(dǎo)致顱內(nèi)壓升高，最終將嚴(yán)重影響視覺敏銳度[7]。

1.2 太空失重對(duì)肌肉骨骼系統(tǒng)的影響

在失重環(huán)境中，抗重力肌群處于廢用狀態(tài)，產(chǎn)生肌萎縮、肌肉力量與耐力下降、肌肉纖維轉(zhuǎn)變以及細(xì)胞器數(shù)目改變等現(xiàn)象[8]。有研究指出失重環(huán)境下機(jī)體還將出現(xiàn)承重骨鈣流失、骨骼抗壓功能減弱、椎體間隙增大等[9]。有研究報(bào)道，1個(gè)月的短期飛行可導(dǎo)致肌肉質(zhì)量丟失10%～20%，骨質(zhì)丟失1%～2%；長(zhǎng)期飛行中如果沒有防護(hù)，肌肉質(zhì)量丟失可達(dá)50%，下肢骨丟失可達(dá)20%[10]。Comfort等[11]學(xué)者通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)骨密度丟失情況最為嚴(yán)重，骨密度降低引起的骨質(zhì)疏松可產(chǎn)生骨折的風(fēng)險(xiǎn)。Juhl等[12]學(xué)者發(fā)現(xiàn)失重環(huán)境造成骨小梁體積丟失，并造成骨質(zhì)內(nèi)的造血干細(xì)胞功能降低。

1.3 太空失重對(duì)感覺神經(jīng)系統(tǒng)的影響

失重會(huì)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和代謝能力產(chǎn)生顯著影響。航天員在失重環(huán)境下前庭系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳入信號(hào)發(fā)生異常，造成大腦的錯(cuò)誤翻譯和不響應(yīng)，引發(fā)前庭本體性飛行錯(cuò)覺和空間運(yùn)動(dòng)病[13]?？臻g運(yùn)動(dòng)病會(huì)引起航天員空間定向能力減弱，肌肉工作不協(xié)調(diào)肌緊張度過高和工作能力下降，嚴(yán)重威脅飛行安全，飛行初期表現(xiàn)為胃口差、嗜睡、胃腸道不適、惡心想吐等，胃腸道癥狀出現(xiàn)于進(jìn)入軌道飛行后的前幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)，過度運(yùn)動(dòng)頭部通常使癥狀加重，在30～48 h內(nèi)這些癥狀可基本消退[10]。

2 太空失重生理效應(yīng)的防護(hù)

2.1 太空失重生理防護(hù)策略概述

失重環(huán)境使飛行員重力負(fù)荷降低，身體活動(dòng)減少，從而造成一系列生理機(jī)能改變?！八幬镏委煛薄ⅰ跋麦w負(fù)壓”、“人工重力”、“企鵝服”、“電針刺激”等防護(hù)措施，可一定程度上對(duì)抗失重所帶來的負(fù)面影響，但效果有時(shí)并不理想[14]。此外，外藥物防護(hù)具有簡(jiǎn)單、省事、省時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。服用復(fù)方甘油和脈律定可防止心率異常，服用抗利尿激素和加壓素防止水和電解質(zhì)紊亂，服用調(diào)節(jié)自主神經(jīng)的藥物可提高立位耐力[1]。有研究證明，服用中藥“太空養(yǎng)心丸”可以改善失重期間的心臟射血和收縮功能，對(duì)腦血流以及立位耐力不良也有較好的防護(hù)效果[15]。但口服藥物并不能完全防止失重帶來的生理改變。因此各國(guó)航天醫(yī)學(xué)研究人員進(jìn)行了一系列物理干預(yù)研究：下體負(fù)壓，促使血液向下肢轉(zhuǎn)移，減少回心血流量，從而達(dá)到刺激心臟搏動(dòng)提升心血管功能[17]；穿著“企鵝服”，借助衣服內(nèi)置拉力帶使航天員在進(jìn)行各項(xiàng)操作和運(yùn)動(dòng)時(shí)必須克服彈性阻力，達(dá)到鍛煉肌肉的目的[14]；電針刺激，采用經(jīng)皮電刺激，通過刺激神經(jīng)的交匯處或穴位，對(duì)航天員進(jìn)行體外的干預(yù)刺激，以達(dá)到失重防護(hù)的目的[18]。運(yùn)動(dòng)鍛煉防護(hù)方案被證實(shí)可增加心血管負(fù)荷并的增加有效循環(huán)血量，從而提高心肺功能和有氧工作能力；同時(shí)對(duì)抗失重性肌萎縮和代謝改變，從而維持肌肉力量。因此，運(yùn)動(dòng)鍛煉是目前載人航天飛行中最常用的失重防護(hù)策略。

2.2 基于運(yùn)動(dòng)鍛煉的太空失重防護(hù)

目前ISS采用的運(yùn)動(dòng)方式為有氧運(yùn)動(dòng)（跑臺(tái)、自行車）與抗阻運(yùn)動(dòng)（飛輪、彈力帶）兩種[19]。其中抗阻鍛煉主要對(duì)下肢肌群力量和耐力，對(duì)抗骨質(zhì)丟失有較好的防護(hù)效果，其次步行或跑步等具有沖擊性的運(yùn)動(dòng)均可為骨質(zhì)丟失的防護(hù)起到積極的作用[11]。

2.2.1 太空自行車

太空自行車是一種固定式腳踏車，由帶有摩擦阻力的飛輪與腳踏聯(lián)動(dòng)組成，該設(shè)備可以進(jìn)行持續(xù)運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)采集，主要用于有氧鍛煉及最大耗氧量監(jiān)測(cè)，同時(shí)該設(shè)備能夠?yàn)楹教靻T的日常訓(xùn)練提供0～350W的負(fù)荷，可以根據(jù)自身需要選擇阻力大小，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化鍛煉計(jì)劃的制定[19]。太空自行車主要鍛煉腿部肌肉，有效防止肌肉的萎縮，鍛煉心血管功能，增加循環(huán)血量，維持下肢肌耐力，提高機(jī)體有氧工作能力[20]。在2021年我國(guó)自主建造的空間中，也采用了該設(shè)備對(duì)航天員進(jìn)行防護(hù)，可見該設(shè)備在航天失重防護(hù)領(lǐng)域的重要性

2.2.2 太空跑臺(tái)

太空跑臺(tái)是航天員在太空進(jìn)行跑步訓(xùn)練的跑步機(jī)，當(dāng)人站立在跑臺(tái)上時(shí)，由腰部的牽引繩將航天員固定在跑臺(tái)上，給航天員的下肢施加一定作用力[19]。太空跑臺(tái)主要用于有氧耐力鍛煉，同時(shí)也可達(dá)到對(duì)骨骼的高沖擊性鍛煉[20]。保持一定量的跑步鍛煉可以減少血液頭向轉(zhuǎn)移，提高航天員的運(yùn)動(dòng)耐力[4]。

2.2.3 飛輪抗阻鍛煉器

飛輪抗阻鍛煉器是一種不依賴于重力的鍛煉裝置，由可自由選擇配重的飛輪組成，當(dāng)飛輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性作為航天員的鍛煉負(fù)荷，航天員可以通過飛輪進(jìn)行離心與向心運(yùn)動(dòng)鍛煉。ISS通過不斷的改進(jìn)，前期使用的間斷性抗阻鍛煉裝置（Intermittent resistive device，iRED）已升級(jí)為可以提供更大負(fù)荷的高級(jí)抗阻訓(xùn)練裝置（Advanced resistive exercise device，ARED），其可滿足全身或單一關(guān)節(jié)的抗阻鍛煉[19，21]。主要用于長(zhǎng)期航天飛行中對(duì)抗失重性肌肉萎縮和骨丟失[20]。

2.2.4 彈力帶

彈力帶一般為橡膠制品，主要用于上下肢及肩背部肌肉的小負(fù)荷力量鍛煉，逐漸已被大型ARED抗阻鍛煉設(shè)備所取代[21]。中國(guó)空間站由于抗阻鍛煉設(shè)備暫時(shí)尚未配置到位，神舟十二和神舟十三號(hào)飛行成組空間站駐留期間暫時(shí)采取彈力帶進(jìn)行抗阻鍛煉。

3 太空失重防護(hù)的地面研究

由于失重對(duì)人體的影響涉及多個(gè)生理系統(tǒng)多個(gè)環(huán)節(jié)，各生理系統(tǒng)功能有效發(fā)揮有賴于其他系統(tǒng)的協(xié)同配合，現(xiàn)有的單純一項(xiàng)防護(hù)措施不能完全對(duì)抗長(zhǎng)期失重的不利影響。因此，必須考慮不同防護(hù)措施之間的交互作用，對(duì)其進(jìn)行有機(jī)的整合，共同全面對(duì)抗失重對(duì)人體的不良影響[20]。航天飛行器及空間實(shí)驗(yàn)艙是失重防護(hù)的研究的最佳的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備的重量及每次發(fā)射升空的艙體運(yùn)載負(fù)荷限制，以及地面研究人員與在軌航天員之間的交流限制，直接在空間站進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉方案的實(shí)驗(yàn)研究較為方便[22]。因此，在地面開展模擬失重實(shí)驗(yàn)研究成為空間站研究的有力補(bǔ)充。

3.1 太空失重環(huán)境的地面模擬

目前應(yīng)用最廣泛的地面模擬是人體-6°頭低位臥床（Head down tilt bed rest，HDBR）和動(dòng)物尾吊實(shí)驗(yàn)[22]。HDBR時(shí)，頭部的角度一般采用-12°～0°，但經(jīng)過對(duì)比試驗(yàn)表明-6°HDBR能更真實(shí)的模擬航天飛行中的生理反應(yīng)[23]。動(dòng)物尾吊實(shí)驗(yàn)通過對(duì)小動(dòng)物無創(chuàng)尾部懸吊的控制，保持頭部處于-30°的位置，進(jìn)行失重模擬[22]。其他的模擬方式還有拋物線飛行，飛機(jī)飛到一定高度后快速下墜并完成一次拋物線飛行，期間可產(chǎn)生15～60秒的失重狀態(tài)，一架中等飛機(jī)可以作出25～40次拋物線飛行[24]。但該實(shí)驗(yàn)方式成本較高且每次模擬失重的時(shí)長(zhǎng)較短，在載人航天中主要用于失重體驗(yàn)或航天員操作活動(dòng)訓(xùn)練，而不適用于失重生理效應(yīng)防護(hù)研究[25]。中性重力水槽與干浸模擬失重實(shí)驗(yàn)作為地面失重模擬，與前者相比成本問題得到了有效解決，但即便經(jīng)改良的干浸模擬失重實(shí)驗(yàn)最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間一般也不過一周，并不適合失重對(duì)抗防護(hù)研究[26]。而HDBR作為經(jīng)典的地基模擬失重人體模型，可有效模擬多種失重生理效應(yīng)，在航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被普遍采用。

3.2 太空運(yùn)動(dòng)鍛煉平臺(tái)的地面模擬

在地面研究太空運(yùn)動(dòng)，必須將太空失重狀態(tài)中的運(yùn)動(dòng)鍛煉模式在地面重現(xiàn)，首先就要考慮鍛煉器材在空間站中的形態(tài)及運(yùn)動(dòng)原理。在地面進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)的太空跑臺(tái)，人以平躺或頭低位的姿勢(shì)臥位于跑臺(tái)，身體兩側(cè)由兩根牽引繩（由X，Y軸）進(jìn)行牽引，并設(shè)置自身體重的80%牽引力對(duì)軀體進(jìn)行重力加載，以模擬失重環(huán)境[27]。太空自行車在地面進(jìn)行模擬時(shí)與臥位跑臺(tái)相似，但不同的地方在于沒有牽引繩進(jìn)行重力加載，而是靠肩枕與可移動(dòng)靠墊作為固定身體的裝置來進(jìn)行固定[28]。飛輪抗阻鍛煉分為下肢與上肢鍛煉兩種模式，在地面進(jìn)行模擬時(shí)，志愿者穿著束縛背心平躺于飛輪抗阻鍛煉器，鍛煉器由帶自旋阻力可調(diào)節(jié)重量的飛輪與可滑動(dòng)的靠墊組成。其中飛輪上肢鍛煉動(dòng)作使用鍛煉輔助拉桿通過連接帶與飛輪相連，驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪下肢鍛煉動(dòng)作使用連接帶與束縛背心相連驅(qū)動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)[29]。

3.3 基于運(yùn)動(dòng)鍛煉的模擬失重防護(hù)研究

3.3.1 地面模擬失重的運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)抗研究

在地面進(jìn)行的模擬太空失重運(yùn)動(dòng)鍛煉，對(duì)即將在空間站使用的有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉與抗阻鍛煉方案的效果進(jìn)行驗(yàn)證[27]。研究發(fā)現(xiàn)，有氧鍛煉方案可以有效的預(yù)防最大攝氧量的降低，防止抗重力骨骼肌質(zhì)量和收縮強(qiáng)度的下降，提高運(yùn)動(dòng)耐力，而高強(qiáng)度間歇耐力鍛煉也被提出可以優(yōu)化現(xiàn)有的有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉方案[30]。但對(duì)于航天引起的立位耐力不良的防治效果有限。相較于有氧運(yùn)動(dòng)，抗阻鍛煉則可有效對(duì)抗骨密度丟失及肌肉圍度與肌肉力量的降低[31]。高強(qiáng)度仰臥跳躍鍛煉可以有效保護(hù)肌肉質(zhì)量、力量、耐力及最大攝氧量的降低[32]。為了進(jìn)一步提升現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)鍛煉方案的失重防護(hù)效果，研究人員提出多種綜合性鍛煉方案。研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合抗阻訓(xùn)練在改善自主神經(jīng)功能、增加每搏輸出量和心輸出量，降低脈搏和平均舒張壓上的功效優(yōu)于單一類運(yùn)動(dòng)，兩者結(jié)合可有效對(duì)抗失重引起的骨丟失、抗重力骨骼肌萎縮及平衡功能改變[33-34]。

3.3.2 地面失重模擬的短臂離心機(jī)鍛煉對(duì)抗研究

人類處于1G的重力環(huán)境，當(dāng)前還沒有任何一種防護(hù)方案可以對(duì)航天員的身體進(jìn)行全面防護(hù)，有學(xué)者提出可以構(gòu)建人工重力環(huán)境全面研究失重引起的生理改變，但由于航天飛行器的體積限制和技術(shù)成本問題，在現(xiàn)階段難以現(xiàn)實(shí)。因此有學(xué)者提出基于短臂離心機(jī)（Short arm centrifuge，SAC）的人工重力的效應(yīng)[31]。具體實(shí)施方式是通過SAC旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性離心力，以實(shí)現(xiàn)人工重力效應(yīng)。SAC自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力可使志愿者足水平重力達(dá)到1G～3G[35]。SAC訓(xùn)練不會(huì)對(duì)肌肉與神經(jīng)分泌產(chǎn)生影響，因此SAC被視為一種安全的干預(yù)措施[36]。但單純SAC干預(yù)60天，每天30分鐘的SAC訓(xùn)練并不能有效提升人體的有氧運(yùn)動(dòng)能力、關(guān)節(jié)力量及爆發(fā)力[17]。也有研究發(fā)現(xiàn)，SAC并不能完全消除失重導(dǎo)致的心血管負(fù)面效應(yīng)[37]。

通過SAC結(jié)合中等強(qiáng)度的自行車蹬踏鍛煉可以有效的防止有氧運(yùn)動(dòng)能力及無氧運(yùn)動(dòng)耐力的降低[34]；可以增加心臟迷走神經(jīng)和外周血管交感神經(jīng)活動(dòng)水平，增強(qiáng)立位應(yīng)激時(shí)血壓調(diào)節(jié)能力，提高心血管功能儲(chǔ)備，維持心臟泵血與收縮功能[38]。呼吸頻率方面也較單純短臂離心機(jī)方案顯著提升[39]。現(xiàn)階段由于國(guó)內(nèi)設(shè)備的限制，僅能進(jìn)行自行車蹬踏鍛煉，但在國(guó)外結(jié)合運(yùn)動(dòng)鍛煉的措施里跳躍運(yùn)動(dòng)已被證實(shí)是可行的[40]。SAC跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)與以往陸地跳躍相比反作用力峰值降低，同時(shí)運(yùn)動(dòng)模式的變化會(huì)降低對(duì)抗的效應(yīng)，所以在未來的研究中，需要進(jìn)行更多的鍛煉方式與SAC結(jié)合或聯(lián)合干預(yù)的研究[17]。

3.3.3 地面模擬失重的下體負(fù)壓對(duì)抗研究

下體負(fù)壓（Lower body negative pressure，LBNP）通過將人體下肢至于負(fù)壓裝置中，在負(fù)壓作用下使血液向下肢聚集，以減少循環(huán)系統(tǒng)中的回血血量，增加心臟負(fù)荷達(dá)到增強(qiáng)鍛煉效果的目的。下體負(fù)壓跑步機(jī)與下體負(fù)壓傾斜床類似，但區(qū)別在于箱體與跑步機(jī)相聯(lián)[41]。

下體負(fù)壓可以有效模擬重力-慣性立場(chǎng)對(duì)人體循環(huán)功能的影響，通常作為研究中樞血容量不足的心血管反射反應(yīng)的手段[42]。有研究表明，下體負(fù)壓可以顯著提高下體負(fù)壓耐力，單純下體負(fù)壓可降低模擬失重帶來的心臟功能的降低，但對(duì)腦血流的變化并不能起到防護(hù)作用[43]。每周6天進(jìn)行40分鐘的LBNP結(jié)合跑步鍛煉的方式與5分鐘單純LBNP后發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)能力及無氧運(yùn)動(dòng)能力得到了有效的防護(hù)[44]。LBNP+跑步鍛煉方式可以為腰椎提供軸向負(fù)荷，對(duì)失重造成的腰椎失調(diào)問題進(jìn)行了有效防護(hù)[45]。在吳燕紅等[46]的實(shí)驗(yàn)里也證實(shí)了LBNP結(jié)合運(yùn)動(dòng)鍛煉可以有效對(duì)抗失重帶來的人體運(yùn)動(dòng)能力下降的負(fù)面效應(yīng)。雖然下體負(fù)壓結(jié)合跑臺(tái)訓(xùn)練是一項(xiàng)有效的防護(hù)措施，但是如要在下體負(fù)壓裝置內(nèi)安裝跑臺(tái)的話，需要較大體積，在狹小的太空艙內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。

3.3.4 地面模擬失重的血流限制訓(xùn)練對(duì)抗研究

血流限制，又稱為加壓訓(xùn)練或血管阻塞訓(xùn)練，是通過血流限制裝置（氣囊、彈力帶等）對(duì)軀體的外部加壓，實(shí)現(xiàn)人工可調(diào)節(jié)的血流循環(huán)阻力，從而模擬人體在正常重力下的血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境[47]。血流限制通過物理加壓的方式促使動(dòng)靜脈血流部分阻斷，減少回心血量，使機(jī)體出現(xiàn)局部代謝危機(jī)，從而誘導(dǎo)大腦分泌生長(zhǎng)激素促進(jìn)合成代謝，提高組織修復(fù)的能力[48]。

Kubota等[47]在頭低位模擬失重期間，驗(yàn)證了血流限制與30%1RM的低強(qiáng)度的抗阻鍛煉相結(jié)合的防護(hù)策略，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組相比對(duì)照組在進(jìn)行基于血流限制的抗阻鍛煉時(shí)心臟每博射血量下降、心率更高、血漿腎素活性、血管加壓素、去甲腎上腺素）和乳酸的血清濃度也顯著升高。血流限制結(jié)合較低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)鍛煉可以達(dá)到高強(qiáng)度訓(xùn)練的效果，可使肌肉力量和有氧耐力得到有效改善，并有效預(yù)防廢用性骨骼肌萎縮[49]。

周開祥等實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，血流限制結(jié)合有氧運(yùn)動(dòng)從血液循環(huán)方面對(duì)機(jī)體低氧負(fù)荷進(jìn)行干預(yù)，可引起心率升高，收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓增高，可顯著提高最大攝氧量[50]。此外，血流限制下的有氧運(yùn)動(dòng)會(huì)造成遠(yuǎn)端肢體肌飽和度下降、ATP和磷酸肌酸濃度下降、無機(jī)磷鹽酸Pi增加[51]；還將使乳酸等謝產(chǎn)物大量堆積、內(nèi)環(huán)境PH值下降，乳酸濃度增高[52]。長(zhǎng)期進(jìn)行血流限制結(jié)合有氧運(yùn)動(dòng)的訓(xùn)練會(huì)提高機(jī)體攝氧和利用氧的能力，有效改善心臟泵血功能，改善主觀疲勞耐受力。血流限制結(jié)合有氧運(yùn)動(dòng)與血流限制結(jié)合抗阻鍛練相比，更利于機(jī)體提高合成代謝能力[53]。

4 結(jié)語

太空失重環(huán)境會(huì)引起人體多個(gè)生理系統(tǒng)功能紊亂，嚴(yán)重威脅航天員的健康和安全。當(dāng)前航天飛行普遍采用的以體育鍛煉為主的體醫(yī)融合失重防護(hù)策略，雖然在一定程度有效地緩解了失重所致的肌肉骨骼形態(tài)功能改變，但并不能完全解決包括心血管功能紊亂在內(nèi)的所有問題。國(guó)際航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)τ诤教焓е胤雷o(hù)的主要策略依然集中在運(yùn)動(dòng)鍛煉方案的完善上。如何縮短鍛煉時(shí)長(zhǎng)同時(shí)保障鍛煉效果始終是失重防護(hù)方案研究的重點(diǎn)。我國(guó)基于運(yùn)動(dòng)鍛煉的失重防護(hù)研究尚處于初期階段，但未來6個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)太空駐留將成常態(tài)。我們的失重防護(hù)方案將面臨更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的體醫(yī)融合失重防護(hù)研究將是航天員健康和安全的有力保障，中國(guó)載人航天空間站的長(zhǎng)期駐留和未來深空探測(cè)需要更多體育科研人員的參與。