模拟火星旅行中的意外发现

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  2011年11月4日,随着“火星500”项目的结束,6名志愿者走出了模拟火星旅行的太空舱,其中包括一名中国志愿者。
  “火星500”项目是为了测试未来登陆火星的宇航员在漫长而单调的飞行中能否承受得住巨大的心理挑战而设立的,该项目持续了520天。没想到这项试验不仅让我们对于宇航员的心理状况有个初步的了解,还推翻了科学上迄今关于人体盐分代谢的一个主流观点。这真是一个意外的收获。
  盐分代谢的规律一直被人误解
  我们日常摄入的盐分95%是通过尿液排泄出去的。当盐分被肠胃吸收之后,就进入血液,血液流经肾脏,被肾脏过滤,随着尿液排出体外。如果血液里盐分积累过多,会妨碍肾脏清除水分的功能,导致血压升高,所以,过去教科书上一直认为,一个人每天摄入多少盐分,就排泄出多少盐分。
  但美国范德堡大学的生理学家詹姆斯·泰思对此结论却持怀疑态度,他在过去的动物实验中经过长期的跟踪监测发现,即使每天给动物摄入完全等量的盐分,经过尿液排出的盐量也并非每天均等,而是有一个周期,在一个周期内,有些天排得多,有些天排得少。他怀疑过去人们通过对人体盐分代谢24小时监测得来的结论(即观察一个人在24小时内摄入的盐量和通过尿液排出的盐量)是靠不住的,原因是:说不定有试验之前滞留体内的盐分在那24小时排出,而在试验期间摄入的盐分又可能滞留在体内,要等24小时之后才排出。换句话说,短时间的监测不能说明问题,因为结果会受到试验前后的因素的干扰。他建议对人体的盐分代谢要进行长期严格跟踪监测,以弄清代谢规律。
  但要对人的盐分代谢实行长时间的跟踪监测谈何容易。譬如,你不可能把受试者长期禁闭在家,倘若他出门去,在外头大小便,你也不能要求他每次都把尿液收集带回来供你称量里面含有多少盐分。另外,他可能还要运动,而通过出汗排泄出去的盐分你是没法称量的。
  盐分代谢有周期性
  但对于长期封闭在太空模拟舱里的志愿者,我们对于他们每天摄入和排出的盐分就能够实行长期的严格跟踪。所以,在“火星500”项目中,就有一项叫“盐分代谢”的试验。科学家严格控制志愿者饮食中的盐量,然后要求他们把每天排出的尿液收集起来,以供科学家称量其中的盐分。
  研究人员为6名志愿者每人每天摄入的盐分设计了三个剂量:6克、9克和12克,每一剂量分别持续从29天到60天不等。人们原先认为,每天在尿液里排出的盐分跟摄入的盐分大致相当。然而实际情况却是,志愿者每天通过尿液排出的盐量起伏不定,大约6~7天为一个周期。虽然每一位志愿者的具体情况不太一样,但这个周期对于每个人都存在。比如,在每日摄入12克盐分的60天试验期内,一位志愿者在一个周期的第3天排出的盐分最少,为6克,第5天达到高峰,达到18克。从长期来看,人体摄入的盐量跟排出的盐量基本持平,但具体到每一天,却并非如此。这推翻了教科书上的说法,证实了詹姆斯·泰思的猜测。
  既然盐分的摄入和排泄并非每天严格持平,而盐分也不能储存在血液中,那么多余的盐分暂时储存在哪里呢?泰思利用先进的核磁共振扫描发现,多余的盐分暂时储存在皮肤和肌肉中:哪一天排出的盐分少于摄入量,说明一部分盐分被存了起来;哪一天排出的盐分多于摄入量,说明一部分存起来的盐分被释放出来了。
  这个盐分代谢的规律还跟志愿者体内两种激素的涨落规律是合拍的。两种激素,一种叫“醛甾酮”,另一种叫“皮质醇”,前者是人体中已知的盐分排泄“协调员”,后者的角色还不十分清楚。目前大家还不清楚为什么这些激素会有一个大约6~7天的涨落周期。
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