太空中，航天員是如何健身的？
你還記得航天員王亞平、聶海勝、張曉光在「天宮一號」上過的一堂奇妙生動的太空課嗎？航天員們輕鬆自如，面帶笑容地為我們展示了有趣的「天宮」生活，他們在太空環境下，好像沒有一點不適應。
這是怎麼回事？不是說人體有太空反應嗎？
別急，告訴你一個秘密：這與航天員們天天堅持「天宮」健身是密不可分的。
太空失重對人體的影響
我們知道，生活在地球上，人的肌肉和骨骼總是要不停地對抗重力，支撐自己的身體。然而，在太空中，由於沒有了重力的作用，人體並不需要這些對抗重力的支撐工作，但如果長時間處於這種無重力的環境，那對血液循環、骨骼、肌肉等都會產生不利影響，例如失重會導致血液過多流向上身，還會肌肉萎縮、骨質丟失等。
血液過多流向上身
在地球上，血液循環要對抗重力，所以流向上身的血液，需要心血管系統「分配」更大的力來把血液泵壓上去。由於失重，流向上身的血液不需要更大的力量，但實際上人體的心血管系統還是按照原來比例來分配力量，所以血液就過多流向上身，尤其是腦部。
其實不僅僅是血液，失重時人體的各種體液都會出現這樣的問題。這會破壞人體內環境的穩定，導致頭部發脹、鼻腔堵塞、眼壓增大，味覺和嗅覺可能發生改變，甚至出現頭痛、噁心嘔吐、心率異常、血壓改變等。
肌肉會萎縮
當人體進入失重環境後，肌肉會開始萎縮，尤其是對行走、負重和地面站立起支撐作用的肌肉，例如腿部肌肉，萎縮更甚。具體表現在肌肉纖維尺寸減小、質量減少。
據科學統計，短期飛行課導致肌肉質量丟失10%～20%；如不採取積極健身的對抗措施，在長期飛行中肌肉可能丟失50%！
而另一方面，肌肉通過肌纖維的收縮活動產生力量。在失重環境下，人體的肌肉，包括軀幹、膝蓋和肩部等部位的肌肉，力量會明顯減弱，因為這些肌肉不需要克服重力來做功，幾天不用，就出現「不用則廢」的現象了。
骨質會丟失
通常，骨骼形成、生長和發育依賴於成骨細胞和破骨細胞的動態平衡。成骨細胞可以感受包括重力在內的各種機械應力的刺激，並不斷進行相應的變化。在失重的情況下，肌肉張力降低，骨骼的負荷降低，促使成骨細胞活動的刺激沒有了，而破骨細胞的活動還在繼續，因此，破骨與成骨的平衡被破壞了。骨骼被破壞的多，重建的少，導致骨質流失，使骨骼變得脆弱。
於是，為了減輕或避免這種因失重帶來的對身體的不利影響，航天員除了科學合理地補充營養物質外，在太空健身就很必要。
在地球和在太空運動的異同
多地面上的健身項目，在太空艙狹小的空間和失去重力作用的環境下，是無法開展的。
在太空中，無重力影響，任何人都可以「力大無窮」或「不堪一擊」。因此，有些鍛煉項目就無法開展。
例如：舉重對宇航員來說是輕而易舉的，但達不到鍛煉效果；如果使用鍛煉心肺功能的普通跑步機，航天員雙腳和跑台之間的摩擦力微乎其微，他只要在跑台上輕輕蹬一下腿，身體就飛起來了。
所以，太空健身要有特殊的器材。研究人員利用彈簧的彈力原理等製造了健身器材，例如拉力器用於鍛煉肩部和背部肌肉、太空自行車用於鍛煉下肢肌肉、太空特殊跑步機用於鍛煉心肺功能等等。
隨著太空科研的進展，一些新的健身器材問世。如用骨丟失對抗儀敲打、刺激骨骼，可以減慢骨丟失速度；用下體負壓筒，對下半身施加負壓，可以促使血液向下半身流動，改變失重環境中血液朝頭部轉移。為了保證精力充沛地在「天宮」中工作，航天員每天要使用這些健身設備堅持鍛煉1~2小時。
（出品：科普中國；製作：健康生活管理師；監製：中國科學院計算機網路信息中心；「科普中國」是中國科協攜同社會各方利用信息化手段開展科學傳播的科學權威品牌。轉載請註明「來源：科普中國」。）
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