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太空旅行和探索在未來必將變得更加普遍，宇航員在執(zhí)行任務(wù)期間肯定會在太空中花費更多時間。到目前為止，已經(jīng)確定長時間暴露在太空環(huán)境的惡劣條件下對身心有害。除了骨骼和肌肉問題、心血管并發(fā)癥和免疫系統(tǒng)功能障礙外，在太空中停留時間過長還會導(dǎo)致宇航員抑郁。

宇航員將在密閉的宇宙飛船中數(shù)月。他們將需要適應(yīng)一個非常具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境，在那里他們將與世隔絕，面臨繁重的工作量，遠離朋友和家人，無法呼吸新鮮空氣，甚至無法吃新鮮食物。由于缺乏自然光，他們可能會遇到睡眠問題，以及焦慮問題或抑郁癥。還有更多; 除了這些問題之外，微重力、輻射或二氧化碳等因素也可能削弱他們的神經(jīng)行為和表現(xiàn)。

除了孤獨和無聊之外，長時間的太空旅行還會擾亂宇航員的正常睡眠和陽光周期——在國際空間站上，宇航員每 24 小時會看到16次日出和日落。經(jīng)常失眠的人往往難以集中注意力和做出決定。

然而，導(dǎo)致這種情況的潛在生物學(xué)機制仍不清楚。

為了解決這一問題，由中國北京理工大學(xué)科學(xué)家團隊以大鼠為動物模型進行了一項研究。與之前主要關(guān)注模擬微重力影響的研究不同，研究人員將老鼠暴露在極端復(fù)雜的太空環(huán)境中。這包括微重力、噪音、隔離和通過短光/暗周期改變晝夜節(jié)律的組合。通過這種方式，科學(xué)家們確保隨后的行為實驗和蛋白質(zhì)表達分析更準(zhǔn)確地反映了長時間停留在太空環(huán)境中可能對宇航員產(chǎn)生的影響。該研究是2021 年 5 月 27 日在線發(fā)表在Space: Science & Technology上。

首先，為了確認接受模擬復(fù)雜空間環(huán)境（SCSE）的大鼠是否有抑郁癥，研究小組進行了三個不同的實驗：蔗糖偏好測試、強迫游泳測試和曠場測試。這些分別用于量化食欲不振、絕望和動力不足。正如預(yù)期的那樣，測試分數(shù)共同表明暴露于 SCSE 的大鼠有抑郁樣行為，但對照組沒有。

然后，科學(xué)家們直接深入研究了問題的實質(zhì)。在無痛處死動物后，他們從海馬體中采集組織樣本，海馬體是大腦的主要組成部分，極易受到長期壓力的影響，并與抑郁癥有關(guān)。該團隊進行了兩種基于質(zhì)譜的技術(shù)——定量蛋白質(zhì)組學(xué)和多反應(yīng)監(jiān)測——以創(chuàng)建與對照組相比在 SCSE 大鼠中不同表達的細胞膜蛋白的準(zhǔn)確譜。

這些分析的結(jié)果為了解暴露于太空環(huán)境會影響哪些蛋白質(zhì)和生物功能提供了很多見解?！翱茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，在 SCSE 下，神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育可能會受到干擾，尤其是突觸的形成和神經(jīng)元的再生，”研究人員解釋說，“此外，我們發(fā)現(xiàn)了參與突觸傳遞和突觸小泡運輸?shù)牡鞍咨险{(diào)?！?/p>

總體而言，這項研究將成為未來開發(fā)針對宇航員的預(yù)防藥物和措施的關(guān)鍵，正如研究人員總結(jié)的那樣，“我們鑒定的差異表達蛋白將作為未來研究的生物標(biāo)志物，并可能為制定策略提供有用的線索在執(zhí)行任務(wù)期間保持宇航員的身心健康。 ”希望科學(xué)能夠讓我們找到防止太空旅行對宇航員身心造成傷害的方法。

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