跳动城乡网由南安普顿大学和柏林夏里特大学领导的一个国际研究小组监测了12名宇航员在国际空间站(ISS)停留之前、期间和之后的肌肉健康状况。
《自然科学报告》上发表的研究结果表明，宇航员的日常锻炼方式可以有效地保护大多数肌肉群，但关键的小腿肌肉却出现了恶化的迹象。
太空中使用的技术和评估协议还可能给地球上的医疗保健带来巨大变化，使医疗保健专业人员能够更好地监测帕金森病和中风等神经肌肉骨骼疾病以及重症监护患者的肌肉健康状况。
“能够在飞行中进行肌肉健康检查将使宇航员能够看到哪些肌肉正在失去力量，并相应地调整他们的锻炼计划，”该项目的英国负责人、来自英国大学健康科学学院的玛丽亚·斯托克斯OBE教授说。南安普敦。“能够进行像这样的个性化练习对于未来的月球和火星长期任务至关重要。”
太空中肌肉损失
太空飞行期间的微重力条件意味着宇航员的身体不会承受他们在地球上习惯的工作量，这意味着肌肉不必非常努力地工作来在航天器上执行功能任务。这使宇航员面临肌肉无力和骨质流失的风险，骨骼肌质量在一个月内减少高达20%。
为了解决这个问题，国际空间站上的宇航员每周进行六到七天、每天大约两个小时的锻炼计划。到目前为止，由于缺乏适当的设备，只能通过飞行前和飞行后检查来监测该计划的有效性。
手持设备
MyotonPRO是一款智能手机大小的设备，可测量浅层骨骼肌、肌腱、韧带、脂肪组织(脂肪)和皮肤的特性。它是非侵入性的，采用“敲击和聆听”方法，发送精确的脉冲，导致组织振动，并记录组织响应的方式，以计算各种特征，如硬度、张力和弹性。
该设备用于在宇航员执行任务期间、飞行前、在国际空间站停留4至11个月期间以及飞行后最多3个月期间测量宇航员身体上的特定点。研究人员对测量被动肌肉硬度特别感兴趣，因为它反映了肌肉力量，而这在太空中的多个肌肉中是不可能测量的。
“人们倾向于将僵硬与较差的灵活性和活动性联系起来，但需要足够程度的被动刚度来维持关节的稳定性和姿势，”共同主要作者、南安普顿大学研究员保罗·穆克尔特说。“硬度在运动过程中提供支撑，防止肌肉过度拉伸并降低受伤风险。它还通过在步行或跑步等活动期间储存和释放弹性能量来提高运动效率。”
被动肌肉僵硬可能会在一天中发生变化，因此需要标准化记录条件以确保准确性。
腿部关键肌肉力量减弱
研究小组发现，宇航员的锻炼计划可以有效保持大多数测量部位的肌肉僵硬，包括肩膀、颈部、背部和大腿。但至关重要的是，所有12名宇航员的胫骨前肌均出现衰退迹象。胫骨前肌位于小腿的前部，将脚向上抬向胫骨。这个动作对于步行和跑步来说是必不可少的。
小腿中的比目鱼肌和腓肠肌与胫骨前肌相反，使足部向下。与飞行前相比，比目鱼肌的硬度也有所下降，但随着国际空间站上的时间的推移，它确实逐渐增加。腓肠肌的硬度增加，表明它可能接管小腿的大部分功能。
与飞行前的测量相比，跟腱(附着在两侧肌肉上)的硬度也有所下降。监测跟腱很重要，因为突然重新加载(例如由重力变化引起的加载)可能会导致受伤甚至破裂。
领导Myotones项目的德国柏林夏里特大学医学院的迪特·布洛特纳(DieterBlottner)教授表示：“这些小腿肌肉在步态和踝关节稳定方面发挥着至关重要的作用。功能受损可能会妨碍行星旅行期间执行任务的能力，并有返回地球重力时受伤的风险，因此对这些肌肉的锻炼应该包含在宇航员未来的锻炼计划中。”
在地球上使用
在太空中以这种相对简单的方式测量肌肉健康状况可以转化为地球上的日常生活——医疗保健环境、体育运动、偏远社区甚至人们的家中。
评估僵硬和其他肌肉特征有助于治疗神经系统疾病，如帕金森病和中风。目前，临床评估涉及主观方法，将僵硬分为轻度、中度或重度。
MyotonPRO提供客观测量，以便更准确、更灵敏地评估不同治疗的效果。未来，患者可以使用此类设备在家中监测药物效果，类似于糖尿病患者的自我血液检测。
南安普顿大学该研究论文的共同高级作者马丁·沃纳博士表示：“这项技术以及使用被动肌肉僵硬作为肌肉健康指标，可以被许多健康专业人员在临床评估过程中使用。广泛采用可能会彻底改变神经肌肉骨骼、重症监护和老年医学、康复和精准医学领域的医疗保健。”
英国航天局(UKSA)月球和微重力探索科学官员利比·莫克森(LibbyMoxon)表示：“随着我们执行越来越雄心勃勃的任务，我们将在太空深处旅行更长时间，我们必须充分了解太空旅行如何影响人体肌肉特性，因此我们可以在长期任务中保护宇航员的肌肉健康。
“南安普顿大学在英国航天局的支持下进行了一项引人入胜的研究，展示了创新技术如何支持这一目标，利用微重力环境提供见解，这也将有助于改善太空和地球上的医疗保健。”
