太空生活很有趣：看宇航员“天宫”如何健身？
出品：科普中国
制作：健康生活管理师
监制：中国科学院计算机网络信息中心
你还记得航天员王亚平、聂海胜、张晓光在“天宫一号”上过的一堂奇妙生动的太空课吗？航天员们轻松自如，面带笑容地为我们展示了有趣的“天宫”生活，他们在太空环境下，好像没有一点不适应。
这是怎么回事？不是说人体有太空反应吗？
别急，告诉你一个秘密：这与航天员们天天坚持“天宫”健身是密不可分的。
太空失重对人体的影响
我们知道，生活在地球上，人的肌肉和骨骼总是要不停地对抗重力，支撑自己的身体。然而，在太空中，由于没有了重力的作用，人体并不需要这些对抗重力的支撑工作，但如果长时间处于这种无重力的环境，那对血液循环、骨骼、肌肉等都会产生不利影响，例如失重会导致血液过多流向上身，还会肌肉萎缩、骨质丢失等。
血液过多流向上身
在地球上，血液循环要对抗重力，所以流向上身的血液，需要心血管系统“分配”更大的力来把血液泵压上去。由于失重，流向上身的血液不需要更大的力量，但实际上人体的心血管系统还是按照原来比例来分配力量，所以血液就过多流向上身，尤其是脑部。
其实不仅仅是血液，失重时人体的各种体液都会出现这样的问题。这会破坏人体内环境的稳定，导致头部发胀、鼻腔堵塞、眼压增大，味觉和嗅觉可能发生改变，甚至出现头痛、恶心呕吐、心率异常、血压改变等。
肌肉会萎缩
当人体进入失重环境后，肌肉会开始萎缩，尤其是对行走、负重和地面站立起支撑作用的肌肉，例如腿部肌肉，萎缩更甚。具体表现在肌肉纤维尺寸减小、质量减少。
据科学统计，短期飞行课导致肌肉质量丢失 10%~20%；如不采取积极健身的对抗措施，在长期飞行中肌肉可能丢失 50%！
而另一方面，肌肉通过肌纤维的收缩活动产生力量。在失重环境下，人体的肌肉，包括躯干、膝盖和肩部等部位的肌肉，力量会明显减弱，因为这些肌肉不需要克服重力来做功，几天不用，就出现“不用则废”的现象了。
骨质会丢失
通常，骨骼形成、生长和发育依赖于成骨细胞和破骨细胞的动态平衡。成骨细胞可以感受包括重力在内的各种机械应力的刺激，并不断进行相应的变化。在失重的情况下，肌肉张力降低，骨骼的负荷降低，促使成骨细胞活动的刺激没有了，而破骨细胞的活动还在继续，因此，破骨与成骨的平衡被破坏了。骨骼被破坏的多，重建的少，导致骨质流失，使骨骼变得脆弱。
于是，为了减轻或避免这种因失重带来的对身体的不利影响，航天员除了科学合理地补充营养物质外，在太空健身就很必要。
在地球和在太空运动的异同
多地面上的健身项目，在太空舱狭小的空间和失去重力作用的环境下，是无法开展的。
在太空中，无重力影响，任何人都可以“力大无穷”或“不堪一击”。因此，有些锻炼项目就无法开展。
例如：举重对宇航员来说是轻而易举的，但达不到锻炼效果；如果使用锻炼心肺功能的普通跑步机，航天员双脚和跑台之间的摩擦力微乎其微，他只要在跑台上轻轻蹬一下腿，身体就飞起来了。
所以，太空健身要有特殊的器材。研究人员利用弹簧的弹力原理等制造了健身器材，例如拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉、太空自行车用于锻炼下肢肌肉、太空特殊跑步机用于锻炼心肺功能等等。
随着太空科研的进展，一些新的健身器材问世。如用骨丢失对抗仪敲打、刺激骨骼，可以减慢骨丢失速度；用下体负压筒，对下半身施加负压，可以促使血液向下半身流动，改变失重环境中血液朝头部转移。为了保证精力充沛地在“天宫”中工作，航天员每天要使用这些健身设备坚持锻炼1~2 小时。
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