本报讯 火星之旅对人类心脏的挑战可能没有科学家曾经担忧的那么大。一项研究表明，宇航员能够很好地适应数月的失重状态。这项近日发表于《循环》的研究提供了令人鼓舞的证据，表明人类能够承受飞往火星的太空旅行，并能够在其较弱引力下正常活动。

在这项研究中，科学家监测了13名在国际空间站停留了约6个月的宇航员的心脏状况。结果显示，尽管太空飞行最初会影响心脏功能，但宇航员会逐渐适应这种环境，而每日高强度锻炼在维持心血管健康方面发挥了重要作用。

由于失重与重返重力环境都会给人体带来挑战，美国国家航空航天局（NASA）担心宇航员离开太空微重力环境后，在引力仅约为地球38%的火星上，心脏和循环系统能否适应。

在地球上，心脏需持续对抗重力来泵血，而肌肉需要支撑体重；在太空中，这些负荷大幅降低，久而久之，肌肉乃至心脏都会出现萎缩。但重返重力环境后，血液会被拽向下半身，宇航员着陆后常出现头晕、眼前发黑，甚至血压骤降的症状，这被称为直立性低血压。不过，参与这项研究的宇航员普遍很好地适应了新的重力环境，这或许得益于他们在整个任务期间坚持执行的高强度锻炼计划。

作为NASA“运动对抗措施”项目的一部分，宇航员每天最多锻炼两个小时，训练内容包括30至45分钟的耐力训练，以增强心血管系统；60至75分钟的抗阻训练，以保持肌肉质量和力量。论文作者、美国西北大学范伯格医学院的James Thomas解释道：“在失重环境中，你只需用脚轻轻一点，就能滑过去和同伴打个招呼。由于运动量减少，肌肉和心脏的质量会下降。为了对抗这种情况，太空锻炼至关重要。”

为了解心脏在长期太空飞行期间会发生什么变化，研究人员在每位宇航员执行任务前、任务中和任务后采集了超声心动图。超声扫描利用声波生成心脏的动态图像，便于医护人员检查心脏结构，测量其泵血效率。每隔几周，国际空间站的宇航员会相互扫描心脏，并将记录传回地球。研究人员全程监测心脏功能的变化。Thomas与美国得克萨斯大学西南医学中心的Benjamin Levine，以及得克萨斯大学休斯敦健康科学中心麦戈文医学院的Michael Bungo合作开展了这项研究。

扫描结果显示，宇航员的心脏起初难以适应太空环境。在太空的前两周，研究人员观察到心脏充盈量、每搏输出量及其他多项心血管功能指标下降。心脏充盈量指两次心跳之间进入心脏的血液量，而每搏输出量描述的是心脏每次收缩泵出的血液量。这两项指标在任务初期均有所下降，表明宇航员的心脏每次搏动泵出的血液量暂时减少。

但随着宇航员在太空停留的时间不断延长，他们的心血管系统会逐渐适应。心脏充盈量和每搏输出量逐步改善，最终接近发射前的水平。这些结果表明，心脏对长期失重的适应能力可能比早期测量结果所显示的要强，尤其是当宇航员保持规律的身体活动时。

研究人员还想回答一个对未来火星任务至关重要的问题：一名在失重状态下度过数月的宇航员突然重返重力环境时，会发生什么？火星表面的引力虽然远弱于地球，但宇航员经过数月太空飘浮后，心脏的工作方式仍会发生改变。为了重现这类效应，研究人员在宇航员返回地球后进行了模拟火星重力测试。

测试中，每位宇航员由平躺姿势向上倾斜了22度，使血液流向下半身，以此模拟火星引力对循环系统的影响。测试结果令人鼓舞：在太空度过约6个月后，宇航员的心脏在模拟火星重力下的表现，和任务前在地球直立时的表现一样好。这表明，在太空飞行期间保持心血管健康的宇航员，或许能够在无需经历重大心血管问题的情况下适应火星较弱的引力。

尽管该研究样本量偏少，采用的是模拟而非真实的火星着陆场景，但依旧为未来任务规划提供了宝贵证据。“基于我们的发现，现在有理由认为，人类能够飞抵火星、成功着陆，并在火星表面开展工作。”Thomas说。（侯慧静）

相关论文信息：https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.125.078665