展望新世纪的重力生理学

目录一、重力生理学的诞生与发展二、重力生理效应的外因与内因　 (一 )引力 (重力 )的本质　 (二 )广义的重量概念　 (三 )重力生理效应的内因三、失重的主要生理影响及其研究现状　 (一 )地面模拟研究的方法及其意义　 (二 )循环与体液调节　 (三 )骨骼肌　 (四 )骨骼与矿物质代谢　 (五 )呼吸功能　 (六 )感觉与运动协调功能　 (七 )其他四、长时间失重不良影响的对抗措施问题　 (一 )现用以运动为主的对抗措施及其局限性　 (二 )基于重力的对抗措施———人工重力五、揭示失重生理奥秘的微观与宏观途径六、结语一、重力生理学的诞生与发…     

我国实现全程高密度观察太空青菜生长实验

在失重的环境下,青菜是如何发芽、生长和开花的?“实践8号”育种卫星本月9日在酒泉卫星发射中心顺利升空后,如今每隔2 h,就向地面传回不同时期“记录”太空青菜生长的清晰显微图像。据悉,像这种全程高密度连续观察太空农作物生长的实验,在国内尚属首次,有望对在地面如何培育优质“太空青菜”提供一定参考依据。     

模拟失重环境对大肠杆菌K12表型异质性亚群菌株的影响

【背景】我国未来几年深空探索任务将呈"井喷式"发展,微生物对于航天活动的影响越来越引起关注,而国内外少有表型异质性亚群的研究。【目的】从表型异质性的角度探讨低剪切力模拟失重环境(Low-shearmodeledmicrogravity,LSMMG)和低剪切力正常重力环境(Low-shearnormalgravity,LSNG)对大肠杆菌K12造成的影响。【方法】利用旋转细胞培养系统模拟失重环境对大肠杆菌K12进行连续传代培养,从单克隆形态、颜色以及菌体形态等方面挑选出表型异质性的亚群菌株,对不同菌株进行增殖速率、抗生素耐药性、生物被膜形成、环境压力抵抗力以及细胞毒性的测定,以此评估低剪切力和模拟失重环境对大肠杆菌K12的影响。【结果】利用旋转细胞培养系统连续传代培养,总共分离出4株形态不同的表型异质性亚群菌株,其中2株来自模拟失重组(M1,Ma),另外2株来自正常重力对照组(N1,Na);4株亚群与原始菌株(P)相比,在增殖速率、生物被膜形成、环境压力抵抗力和细胞毒性方面均有增强或减弱的明显变化,对于抗生素的耐药性无明显变化。【结论】低剪切力模拟失重环境以及存在低剪切力的正常重力环境均能引起大肠杆菌表型异质性变化,与原始菌株相比,表型异质性亚群菌株在分化上并没有统一的方向,但仍需警惕那些可能对人类造成危害的变化表型。     

失重或模拟失重对大脑功能的影响研究进展

在失重或模拟失重环境中,机体会经历一系列的生理和心理变化。大脑作为"中央控制器",其基本功能是控制运动、感觉、认知、情感和记忆等。大脑功能受损将直接影响航天任务的完成,影响航天事业的发展。因此,失重或模拟失重对大脑的影响是航天医学亟待解决的重要问题。综述了失重或模拟失重对大脑功能影响的研究现状,并且从其对神经系统、血管的影响说明其作用机制,以期为解决失重对大脑功能造成的影响相关研究提供参考。     

苏俄太空动物实验研究发展历程

太空动物实验研究是人类航天科技发展中至关重要的一环。二十世纪以来,前苏联和俄罗斯在人类航天事业取得诸多重大成就,离不开太空动物实验的巨大贡献。太空动物实验可以评估地球生物深入探索太空的可能性,加速人类太空探索时代的来临。一批批“动物宇航员”被航天飞行器送上太空,成为了人类探索太空的“先驱者”以及航天事业发展的里程碑,为载人航天和空间站建设事业奠基。因此,本文就二十世纪以来前苏联和俄罗斯的太空动物研究的发展历程进行综述。     

长期航天飞行心血管保护:问题与挑战

我国即将运行的空间站要求航天员长期驻留太空,航天飞行引发的心血管功能及循环系统调控改变直接影响航天员的健康和工作效能,其中失重是最重要的环境因素.目前人们对短期航天飞行机体的生理变化及适应规律已有一定的经验,但对长期失重所致的心血管变化规律、特征以及相关生理效应发生机制的认识还不够全面和深入,相应的心血管保护措施仍有待完善.阐明及解决上述问题是我国载人航天发展战略的迫切需求.本文综述了失重/模拟失重条件下机体心血管系统的变化、适应特征及相关机制的国内外研究进展,尤其是针对空间站长期微重力环境的心血管效应、现有心血管保护措施以及存在的问题与挑战进行了分析和讨论,希望为我国面向空间站任务长期航天飞行的心血管保护提供借鉴和新思路.     

模拟失重大鼠对间断性人工重力反应的系统特异性（英文）

业已证实,生理系统最低重力暴露的需求存在较大差异。例如,在血管与骨这两个截然不同系统之间的初步比较研究得知,两者不仅在组织水平的力学调控机制差异较大,且失重性骨质丢失还与钙沉积-吸收的变化有关。间断性人工重力对血管的有效防护作用可能与血管拥有在1 G重力环境下恢复其原有预应力和张力整合状态的"记忆"功能有关。除长期的钙沉积-吸收过程,骨组织还涉及成骨细胞和破骨细胞更为复杂的张力整合模型机制。细胞水平的钙动力学模型(Cell ML)业已提出,我们希望生理组学能够利用这类模型框架进一步解释骨组织对间断性人工重力反应性低下的机制;并评估"间断性"或"连续性"人工重力方案何者更适用于未来探索级航天飞行任务。     

地面模拟失重实验方法概况

虽然载人航天事业已得到突破性的进展,但航天员对失重的适应和返回地球后的再适应,无论在理论上还是实践中都是尚未攻克的技术难题。航天失重环境下航天飞行综合征的发生机理及对抗措施,仍是航天医学的重要课题。在地面上无法创造长期的失重环境,但根据失重对机体产生的生理效应可实现地面模拟失重实验。本文概述了地面模拟失重的人体实验、动物实验概况,为更好开展地面模拟失重条件下相关研究提供参考。     

机体对重力的感应及机制

重力在地球进化的过程中是恒定的,但是重力对地球上许多物理、化学、生物及生态变化过程发挥的重要作用表明,重力从本质上来说必定是一个能改变地球生命的重要的物理作用力。从重力在生物进化中的作用、失重状态下机体的生理变化及相应的细胞学改变来分析重力对机体的影响以及机体对重力的感应机制。     

失重/模拟失重对内皮细胞的影响实验研究进展

血管内皮作为血管壁的衬里,参与调节组织器官的局部血流和机体其它生理进程,在维持血管完整性和内环境稳定中发挥关键作用。内皮细胞对包括重力在内的机械应力刺激极为敏感,重力变化可对其形态和功能构成不同程度的影响。研究发现,失重/模拟失重通过诱导内皮细胞细胞骨架重塑、质膜caveolae重布,使其合成分泌血管活性物质、炎性介质的能力以及细胞表面粘附分子表达发生改变,这些分子变化又对内皮细胞的生长、增殖、凋亡、迁移和血管生成等具有精细调控作用。本文综合评述了失重/模拟失重对内皮细胞功能的影响,同时围绕文献报道中一些尚存争议的观点进行了适当讨论。     

载人航天的生理学问题

在科学技术高度发展的今天,载人航天已变成了现实。这不仅是空间旅行,而且也对现代生理学、医学提出了许多新的问题,其中“失重”对机体的影响,是科学家们最注意的问题之一。早在六十年代前,就有人报告过在失重时可观察到下肢变得软弱无力.其后,从生物火箭、失重飞机和失重水槽试验以及其它实际观察得知,短期失重,即使几秒、几十秒钟的失重,对人体生理、心理、工作能力等方面会有一定影响,但这种影响是轻微的、暂时的,有些影响可经过一定时间的训练或锻炼,人体完全可以适应,这就     

失重效应模拟实验方法及对机体功能影响的研究进展

我国载人航天已经进入中长期飞行阶段,失重是航天员在长期的航天飞行和空间驻留时面临的一种极端的航天特因环境,除了会对航天员的身体健康产生严重的影响,还极易诱发神经精神功能紊乱,包括反应、判断、决策等认知功能减退。由于航天飞行的特殊性,在地面采用实验模拟航天失重,探究失重对机体的影响,并找到防护措施是至关重要的。因此,本文从失重效应模拟实验方法出发,综述模拟失重对机体功能的影响。     

航天育种：来自太空的＂魔力＂

航天工程给力航天育种 2011年11月17日19时32分,在圆满完成了与“天宫一号”的无人交会对接任务后,“神舟八号”飞船返回舱顺利降落于内蒙古四子王旗主着陆场。人们在欢庆我国载人航天工程取得又一个重大突破的同时,注意到“神舟八号”飞船又一次进行了植物种子的空间搭载试验。     

失重条件对小鼠NK细胞体外生物活性的影响

建立在失重环境下NK细胞的培养体系,探讨失重培养条件对NK细胞活性的影响。取C57BL/6小鼠脾,分离NK细胞,在正常重力和失重状态下旋转细胞两种培养体系中培养NK细胞48 h。以Yac-1细胞为靶细胞,采用MTT法检测其杀伤活性;半定量PCR分析穿孔素、颗粒酶的转录水平。与正常重力培养对照相比,失重培养的NK细胞杀伤活性显著降低,其穿孔素和颗粒酶B的转录水平均显著低于正常重力培养组,穿孔素/GAPDH结果为失重培养组0.625±0.042;正常重力培养组1.054±0.036(P<0.01);得到颗粒酶B/GAPDH结果为失重培养组0.700±0.042;正常重力培养组1.068±0.058(P<0.01)。成功建立了NK细胞体外培养体系,在失重环境下NK细胞杀伤活性降低。     

中药研究会议在香港中文大学召开

来自大陆、香港和台湾一百余名专家应邀出席了会议。这是海峡两岸有关专家首次正式会晤。这次会议历时三天(9月2—4日),大会报告共15个,并展出壁报70份,比较全面地介绍了在中药的化学和药理研究中取得的新成就。大陆学者凭借中草药资源的优势,以及国家对于中医药的重视,在中药研究方面成绩卓著。在会上作的专题报告有:“延缓衰老中药临床研究进展”(北京中医研究院陈可冀教授)、“人参的最新研究”(沈阳药学院陈英杰教授)和“抗癌中草药研究的现状和未来”(中科院昆明植物研究所周俊教授)等。港台方面则充分利用现代生物学技术,在中药作用机理研究中取得很大成就。     

微重力环境对大鼠血浆蛋白质谱的影响

目的:探讨模拟失重环境下大鼠血浆蛋白质组变化特征.方法:健康成年雄性 Wistar 大鼠88只,按模拟失重时相随机分为11组,分别为6 h、12 h、1 d、2 d、3 d、5 d、1周、2周、3周、4周及0 h 组(对照组).采用尾悬吊法建立模拟失重动物模型,实验结束时取动物静脉血,利用表面增强激光解吸电离飞行时间质谱(SELDI-TOF-MS)技术及 MB-WCX 磁珠检测大鼠静脉血浆蛋白质谱,应用 Ciphergen Protein Chip Software 3.2.0和 Biomarker Wizard 3.1.0软件分析数据.结果:发现18个重力敏感蛋白,其中在模拟失重早期,相对分子质量较小的6个蛋白的表达呈上调趋势,而相对分子质量较大的12个蛋白的表达则逐渐下调;在模拟失重后期(悬尾2~3周后),上述蛋白的表达均呈回归趋势.结论:模拟失重环境对大鼠静脉血浆蛋白质谱产生明显影响,研究重力敏感蛋白对进一步揭示失重对机体的影响及机制具有重要意义,并对医监医保可能有一定的价值.     

花生对镉胁迫的生理响应及品种间差异

深入研究花生镉毒害机理对于筛选和利用抗镉污染花生种质资源具有重要的理论和实际意义.本文以14个花生品种为材料,以花期花生功能叶叶绿素含量、根系和叶片丙二醛含量、细胞膜透性和根系氧化活力等生理参数为指标,利用人工气候箱砂培试验,研究了6种Cd浓度胁迫下花生植株的生理毒害反应及其品种间遗传差异.结果表明: 在0～60 mg Cd ·L^-1范围内,随着营养液添加Cd浓度的增加,花生叶绿素含量和根氧化活力极显著降低,根、叶细胞膜透性和根、叶丙二醛含量极显著增加,且品种与Cd浓度间具有显著交互作用; 花生根、叶细胞膜透性是对镉胁迫响应最为敏感的生理参数,而叶绿素含量对镉胁迫响应相对不敏感; 各生理参数与营养液Cd浓度关系的线性回归方程的斜率(b)与截距(a)之比值的绝对值︱b/a︱能够较好地描述不同花生品种对镉胁迫的敏感性.对6个生理参数的︱b/a︱值进行综合赋值及敏感性五级聚类分析得知,在供试花生品种中,“中花4号”、“湘农55号”和“湘农3010-w”等3个品种对镉反应高度敏感(Ⅰ级);“莱农29”、“湘农小果w2-7”、“丰花2号”、“莱农13”、“豫花15号”和“丰花3号”等6个品种反应敏感(Ⅱ级);“湘农312”、“祁阳小籽”和“平度01”等3个品种反应一般(Ⅲ级);“花育23 ”和“花育20”等两个品种反应钝感(Ⅳ级).     

空间生物技术研究取得进展

空间生物技术研究取得进展柯为空间生物技术的研究从两方面进行：一方面宇航员本身对太空环境──失重条件下的适应能力、生命代谢活力及其变化,对物质循环的利用以及机体内部微生态平衡等等;另一方面随宇航旅行的其他各种生命体及其形态、生理、生化、遗传特性等经太空旅行后可能发生的变化以及它们的适应性,从中选择优良性状的品种,服务于人类。     

模拟失重实验动物模型的建立与评价

随着航天技术不断发展，航天员太空飞行的时长不断增加。研究发现，航天失重环境可能会使航天员的生理和心理发生一定变化，对航天员的身体健康产生一些影响。为探究这些影响的机制并找出合理的对抗措施，使用实验动物建立模拟失重模型进行深入的研究至关重要，选择与人体组织器官、生理机能和习性相似的实验动物建立模拟失重模型，能更好地帮助相关研究。失重模型应参照能否模拟出由于失重引起心血管骨骼、肌肉等主要系统的变化，来评估模拟失重模型是否成功建立。本文对现有的地面模拟失重动物模型建立和相关研究情况进行了概述，以期为开展相关研究工作提供参考借鉴。     

航天飞行人体生理变化与医学问题

在短期和长期近地轨道航天飞行中,失重环境会引起人体机能发生诸多变化,可能出现生理不适或病症。回顾国内、外载人飞行相关数据与医学保障经验,简要介绍航天飞行中及返回着陆后人体的生理变化与可能出现的医学问题,以及相应的预防干预策略。