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空间飞行免疫学效应研究进展
人类航天实践表明,空间飞行能导致生物体免疫系统多种效应的改变及潜伏病毒的活化.本文从空间飞行的三大免疫(细胞免疫、体液免疫、非特异免疫)功能变化、空间飞行T细胞免疫效应的机制研究、免疫功能的药物与营养调控研究等方面综述了近些年空间飞行免疫效应的研究进展,并对未来空间飞行免疫学研究方向进行了展望.
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再生式环控生保系统水气分离技术研究进展
中长期载人航天飞行必须采用环控生保系统实现水和O2的再生,微重力条件下水气两相流体的输运和分离是再生式环控生保系统的关键技术.本文介绍了微重力条件下基于物理/化学再生法的水气循环再生的一般工作模式和水气分离的物理途径,归纳了水气分离技术研究现状及典型应用,重点论述了水气分离器涉及的关键技术问题,在此基础上,提出了我国中长期载人航天飞行水气分离技术的发展方向.
关键词： 环境控制与生命保障系统 再生生命保障系统 微重力 水气分离 -
微重力细胞分子生物学效应研究进展
空间细胞分子生物学针对空间条件下肌肉与骨骼代谢失调、心肺功能紊乱、免疫及感觉运动系统变化等影响航天员身体健康的因素,深入分子内部探索细胞内各种分子事件的变化,揭示细胞对空间环境变化的响应机制.本文主要就微重力条件下细胞形态结构的变化、细胞的增殖与分化、胞内信号转导途径的改变以及由此导致的基因表达与蛋白翻译的改变和表观遗传学变化等方面的研究进展进行了综述.
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动态水气分离器微重力性能的地面评测方法研究
目的 在地面重力环境下,评测动态水气分离器在微重力下的工作性能.方法 以正置(0°)、水平放置(90°)、倒置(180°)3个方向作为表征量,测试3个方向下,动态水气分离器的分离能力,评测其在微重力条件下的分离特性.结果 地面评测试验数据与失重飞机试验数据、在轨飞行试验数据的对比表明,动态水气分离器的分离能力:水中含气量和气中含水量对方向表现出不同的敏感性；地面倒置下的性能测试很好的表征了其在微重力条件下的分离能力.结论 在重力条件下,以不同方向作为表征量的动态水气分离器的评测方法可以表征其在微重力条件下的分离能力.
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静态注水式电解制氧关键技术探讨
目的 探讨静态注水式电解制氧关键技术,以满足空间微重力环境应用需求.方法 在静态注水式复合金属分隔极板结构设计的基础上,对关键组件膜材料的水通量提出设计要求,采用超滤行业成熟的过滤膜作为透水阻气膜,对膜材料的水通量进行测试.结果 在一定温度和压力条件下,所选膜材料的水通量完全满足静态注水电解制氧的需求(1.O×1O-4 g·cm-2·s-1).结论 静态注水式电解技术无泵移动部件,寄生能耗低,可靠性高,电解系统整体简化,更适合空间微重力环境应用需求.
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微重力环境人体健康效应研究进展
微重力环境是影响航天员航天飞行时身体健康的重要因素.已有研究表明航天员处于微重力环境下身体功能会发生变化,甚至出现生理不适或病征.这些变化或病征的分子机制一直备受航天医学界的关注.该文以人体九大生理系统为主线,从生理病征和分子机制两个方面系统总结了微重力环境对人体各系统的影响,展望了未来微重力环境健康效应的研究方向.
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微重力对细菌生物学效应的影响
随着人类对太空环境的涉足，有关空间生物学和空间医学的研究引起广泛关注。与地面环境相比，太空环境十分复杂，主要包括微重力、高真空、强辐射、极端温度、高速运动的尘埃和微流星体等因素[1]。微重力作为一个比较特殊的环境因素，成为空间生物学和空间医学研究的主要目标及重点。有研究表明，微重力环境对航天员健康有一定的影响，如骨丢失、肌肉组织代谢与形态功能改变、免疫系统及功能改变等[2]。
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关键词：
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模拟微重力动态培养构建组织工程化软骨修复猪关节软骨缺损研究
目的:通过大型动物实验探讨模拟微重力动态培养系统构建组织工程化软骨修复关节软骨缺损的效果.方法:10～12月龄的五指山猪8头,分别在每头猪髌骨切迹上建立4个软骨缺损模型,左右膝关节各2个缺损,共32个,取缺损位置的软骨组织进行细胞分离培养扩增后复合三维Ⅰ型胶原上,分别置于旋壁式生物反应器与培养板中培养7d,一方面取适量的样本进行HE染色、DAPI染色检测;另一方面将复合物回植修复猪关节缺损.每头猪关节缺损随机分为4组:微重力动态培养组(A)、普通静态培养组(B)、单纯支架组(C)、空白对照组(D),每个膝关节随机分配两组.术后12周处死实验动物,取实验标本进行核磁共振(MRI)、大体观察及组织学检测.结果:MOCART核磁共振评分:A组为74.37±3.90、B组为66.87±4.96、C组为58.75±3.30、D组为43.12±3.47,差异具有统计学意义(P＜0.05);O' Driscoll组织学评分:A组为16.00±1.41、B组为12.37±1.69、C组为8.37±0.83、D组为3.25±1.26,各组之间差异具有统计学意义(P＜0.05).结论:模拟微重力动态培养模式构建的组织工程化软骨较普通培养更有利于软骨缺损的修复.
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模拟失重1周大鼠脑动脉平滑肌细胞BKCa与KV通道功能的改变
目的研究短期模拟失重条件下大鼠脑动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)大电导钙激活钾通道(BKCa)与电压依赖性钾通道(KV)功能的改变. 方法以尾部悬吊大鼠模型模拟失重对脑血管的影响,采用全细胞膜片钳记录模式,在细胞内液Ca2+保持生理浓度条件下,观察模拟失重1周后脑动脉VSMCs静息电位(RP)以及BKCa与KV电流密度的改变. 结果与对照组相比,模拟失重1周后,RP更正,朝去极化方向改变;BKCa电流密度增大;但KV电流密度的变化则与检测电压有关,在-20～+20 mV下, KV电流密度增大;而在+50～+60 mV下,其电流密度减小. 结论短期模拟失重已可引起脑动脉VSMCs BKCa与KV功能发生改变,既调节膜电位促进钙内流,又对其进行反馈调节防止血管紧张度过分增强,这可能是失重引起脑血管适应性变化的电生理机制之一.
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间断性站立对模拟失重大鼠睾丸萎缩仅有轻度减轻作用
目的观察"间断性站立"是否具有减轻或防止模拟失重所致睾丸萎缩的效果,并观察其对后肢肌肉和骨萎缩的对抗效果是否与有隐睾大鼠所得出者一致.方法雄性SD大鼠28只,随机分为4组:即对照组1(CON1),对照组2(CON2),无隐睾尾部悬吊4周组(SUS)及20 h/d无隐睾尾部悬吊+4 h/d站立组(SUS+STD4).CON1组大鼠行假手术;其他组均行腹股沟管环缩术.4周后,称量双侧肾上腺、睾丸、附睾和比目鱼肌的湿重,以及右侧股骨的湿重、干重、灰重,并测量骨干中段长度与直径.将睾丸及附睾石蜡包埋,切片(5 μm),行HE染色,测量睾丸曲细精管外径与管腔内径并行组织学观察.结果腹股沟管环缩术可有效防止尾部悬吊大鼠睾丸滑入腹腔,睾丸湿重与曲细精管外径与管腔内径在两对照组间均无显著性差别.与两对照组相比:SUS组曲细精管管腔内径显著增大;附睾管中精子数目明显减少或无.4 h/d间断性站立可使尾部悬吊大鼠曲细精管萎缩程度有所减轻;但与CON1相比,其管腔内径仍显著增大,精子数量明显减少.SUS组中,比目鱼肌及股骨均出现明显萎缩,4 h/d间断性站立可完全防止比目鱼肌湿重的减轻,但对减轻股骨萎缩几无对抗效果.这与我们先前用有隐睾大鼠所得的结论一致.结论 4 h/d站立仅能轻微防止尾部悬吊大鼠睾丸萎缩,其对抗效果介于对比目鱼肌与股骨者之间.
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空间生殖与发育生物学及组织工程研究展望
目的综述国外近10年的空间生殖、发育生物学和组织工程研究进展. 资料来源与选择主要资料选自1990年以来发表的有关空间生殖、发育生物学和组织工程研究文献. 资料引用国外发表的文献15篇. 资料综合根据国外的研究,比较了微重力与重力条件下生殖及发育生物学参数的异同,表明空间环境对内分泌、生殖和发育具有一定的影响,同时空间环境具有相当特殊的优势. 结论作为生殖生物学家,有必要在重力和空间环境下进行大量的研究,以便阐明空间生殖、发育生物学与组织工程的发展规律.
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微重力与减压病低发病率
目的综述国外有关微重力下减压病发病率减少机制的研究工作进展.资料来源与选择主要资料选自公开发表的研究模拟微重力影响减压病发病率的实验工作报道.资料引用参考文献19篇.资料综合模拟微重力下减压病发病率减少的原因:①体液的氮清除率增加.②下肢缺乏动力.结论微重力下氮清除率增加已被证实,而下肢缺乏动力的效应尚有争议.
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槲皮素对模拟微重力下心肌细胞一氧化氮途径的作用
目的探讨槲皮素对模拟微重力条件下心肌细胞的保护作用是否与NO途径变化有关.方法利用电子自旋共振、免疫细胞化学和核酸原位杂交等技术进行研究.结果槲皮素可显著抑制模拟微重力引起的心肌细胞NO水平增高,对iNOS mRNA及其蛋白的表达上调有一定的抑制作用.结论槲皮素对模拟微重力下心肌细胞NO途径的下调作用可能是其发挥心肌细胞保护作用的原因.
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RhoGTP酶在哺乳动物细胞失重/微重力适应中的作用研究进展
研究显示细胞暴露于失重/微重力环境会发生细胞骨架重塑,而RhoGTP酶是调控细胞骨架动态平衡的机械敏感性分子开关.失重/微重力状态下发生的绝大多数细胞形态和功能改变,均可用RhoGTP酶参与调节来解释.本文综述了哺乳动物细胞适应重力改变的一般性原则,讨论了失重/微重力状态下细胞形态、细胞核、黏着斑等的变化情况,试图阐明这些变化与RhoGTP酶特异性激活间的关系,深化我们对细胞适应失重/微重力环境机制的理解.
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太空环境对细菌的影响及作用机制
伴随太空事业的发展,一门新兴的交叉学科-空间微生物学应运而生.与地球相比,太空环境具有微重力、强辐射、超低温、高真空和弱磁场等特殊的环境因素,这些环境因素对宇航员和其携带的细菌势必产生影响.为了促进空间微生物学科的发展,本文对国内外关于太空环境对细菌的影响及其作用机制进行综述.
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空间环境及模拟微重力对肠道沙门菌影响的研究进展
空间环境中微重力等因素可以诱导肠道沙门菌在生长、抵抗力、毒力、遗传特性等方面发生重大变化.本文就空间环境及模拟微重力对肠道沙门菌生物学效应的影响及其相关机制进行综述,以期为太空飞行中感染性疾病的预防和治疗提供新的策略.
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微重力对成骨细胞的周期及分化过程的影响
航天飞行时，微重力环境可导致较为严重的骨质丢失。失重性骨质丢失的发生机制主要是骨形成受到抑制。成骨细胞作为骨形成的主要功能细胞，它的细胞周期和细胞分化在微重力条件下也发生了显著变化。本文就微重力对成骨细胞的周期及分化过程的影响进行综述。
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微重力及模拟微重力对微生物遗传变异、致病性与抗性的影响
空间环境中的微重力能够影响微生物染色体及染色体外DNA的稳定性,影响基因组及重组蛋白的表达,使微生物致病性及抗性发生改变.本文就目前微重力和模拟微重力对微生物产生效应的分子机制及其对人体影响的研究进展进行综述.
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空间环境对微生物的影响及意义
随着我国"神舟"系列飞船、"天宫一号"、空间站等航天计划的实施,载人航天医学保障需求日益突出,对空间生物医学研究提出了更高的要求,同时也提供了难得的实验平台.在航天过程中,细菌在空间环境中的毒力和致病性可能会发生改变,对抗生素的敏感性下降,人体多个器官生理功能都会受到影响,航天员的免疫系统功能下降,更容易受到病原菌的感染.
