参考消息网7月30日报道 据西班牙《趣味》月刊网站6月25日报道，长期以来，专家们一直将微重力视为人类生理在太空环境中面临的最严峻挑战之一。在缺乏地球引力持续作用的情况下，长时间处于微重力环境会引发一系列生理变化，几乎影响到身体的所有系统：骨密度下降，肌肉功能减弱，多项能量代谢过程开始偏离正常模式。

这种担忧不仅限于太空探索领域。长期缺乏运动引发的机体功能退化与长期住院、静卧乃至自然衰老过程表现出显著相似之处。了解这些机制的起源，对保护宇航员以及因各种原因长期行动受限人群的生活质量具有重要现实意义。

近日，包括瑞典卡罗琳医学院在内的一个国际研究团队为解开这一复杂难题提供了意想不到的新线索。他们发表在法国《生理学杂志》双月刊上的研究结果表明，即使肌肉萎缩仍在持续，但通过运动和人工重力的结合，基础代谢几乎可以保持不变。

将人类送入太空并逗留长达数月之久这件事存在一个显而易见的问题：在太空环境中，很难以严谨研究需要的控制过程研究所有生物进程。正因为如此，几十年来各航天机构一直借助地面模型，在无需离开地球的情况下，重现失重状态产生的大多数效应。

最常用的方法之一是让受试者长时间保持6度倾斜的卧姿，头部略低于脚部。这种姿势能重新分配体液，减轻骨骼承受的机械负荷，并模拟出在长期太空飞行中记录的许多生理适应性变化。

这项新研究正是采用了这种模拟模型，让24名健康男性按照该模型保持完全静息状态60天。研究团队将他们分为三组：第一组未接受任何特殊干预；第二组在水平位置进行常规的自行车蹬踏训练；第三组进行相同训练，但训练环境是一台能够通过受控旋转产生人工重力的离心机。

在实验过程中，研究人员对静息能量消耗、身体成分、各种生理能量的利用情况、力量、体能以及其他众多指标进行了量化测定。

最初的假设似乎合情合理：如果人工重力能够减轻因长期不动造成的身体损耗，那么它也应该能够减轻肌肉流失和能量失衡。但是，监测数据最终揭示出情况要复杂得多。

仅保持静息状态的志愿者出现了预期中的基础代谢率下降，而不借助人工重力进行锻炼的志愿者表现出适度的改善。真正令人惊讶的是第三组：训练与离心力的结合避免了基础代谢率的下降，并使他们的静息能量消耗维持在与研究开始前记录的数值非常接近的水平。此外，作为能量来源的脂肪，其利用率也明显得到更好的维持。

将这些结果与肌肉系统的变化比较，实验最引人注目的方面便显现出来。虽然这种综合策略对某些与去脂体重（也称瘦体重）相关的指标产生了积极影响，并在自行车等专项运动中提高了表现，但它并未阻止最大力量的下降，也未能遏制两个月保持不动状态后出现的神经肌肉功能衰退。

换句话说，在肌肉收缩反应持续减弱的同时，机体的代谢强度却保持在较高水平。这两种现象之间的脱节是这一研究的最主要贡献，并引发了关于人体机能的新疑问。

乍一看，这一结论似乎自相矛盾。肌肉组织即使在静息状态下也会消耗人体相当一部分能量，因此肌肉质量和功能的下降理应自动导致基础代谢率的降低。然而，现有证据表明，实际情况要复杂得多，其中涉及许多同时发挥作用的生理过程。

科学家们证实，运动与人工重力相结合，不仅有助于维持体内代谢水平较高的组织，同时还能使脂肪利用效率远高于其他受试者。这一变化体现在呼吸熵（该指标反映了机体获取能量时优先利用的燃料类型）。那些脂肪氧化能力更强的人，其基础代谢率也更高。

为了得出这一结论，研究人员采用了多变量统计模型，该模型综合考虑了数十个与身体成分、肌肉表现、有氧适能以及各种生理指标相关的因素。分析结果表明，静息能量消耗不仅取决于可用的去脂体重的体积，还取决于这些组织的特性以及身体如何管理能量储备。

这一细微差别尤为重要，因为它纠正了一个非常普遍的观点。此前，大部分科学文献几乎完全将静止期间新陈代谢的降低归因于肌肉流失。这项新研究证实了这种关联确实存在，但同时也指出，仅凭这一点不足以解释所有现象。即使两个人保持着相似的去脂体重，根据他们在静止期间产生的生理适应机制不同，其能量消耗也可能存在显著差异。

换句话说，人体似乎拥有多种“开关”调节能量消耗。其中一些取决于肌肉量；另一些取决于这些组织进行的生化过程；还有一些则取决于产生能量时主要利用的燃料类型。人工重力虽然未能维持所有这些机制，但确实保留了其中与基础代谢联系最为密切的几种。

这些发现对研究衰老问题具有重要意义。随着年龄增长，许多人的肌肉质量和力量都会下降，但这些变化并不总是与代谢变化同步发展。了解各自的调控机制，有助于制定有效的策略，以便在老年时期保持自主生活能力和健康状态。

这项研究同时也传递了一个谨慎的讯息。尽管离心训练对某些与代谢相关的指标带来了明显益处，但未能阻止因长期静止不动而导致的神经肌肉功能退化。所有实验组别的最大力量均有所下降，而在跳跃等功能性测试中的表现，接受干预的受试者与仅保持静止的受试者之间也未见显著差异。

这意味着，人工重力（至少是本研究中采用的方案）并不能完全再现地球重力对运动系统产生的保护作用。尽管如此，它仍带来了切实的好处。在离心机内骑行的受试者在自行车测试中更好地达到了最大功率输出，这一结果与所进行的训练类型相符，且优于未使用该设备进行锻炼的受试者记录的数据。

该研究的作者将这一明显的矛盾现象解读为：代谢适应与力学适应可能通过部分独立的途径进行。维持能量消耗并不总是意味着力量输出保持不变，同样，维持部分肌肉表现也无法保证代谢的稳定性。

从实践角度看，这项实验对于设计未来的应对措施具有重要意义。与其依赖一种旨在解决微重力引发的所有后果的单一治疗方案，不如将针对不同生理目标的互补方法相结合，这样或许更为有效。其中一些方法可着眼于限制肌肉萎缩，另一些则针对维持能量平衡，还有一些则旨在减轻长期太空任务期间同样会出现的心血管或骨骼功能紊乱。（编译/王萌）