在太空，細菌更猖狂

沈羨云　唐承革

人和動物在進入太空時，不可避免地攜帶了數以萬億計的細菌進入太空。人類在太空中定居，它們也會隨之而來。為了航天員的健康，我們必須了解它們，知道它們是否喜歡太空環境，太空會使它們發生什么變化。科學家們為了研究這個問題，在地面和太空中進行了一些實驗，觀察這些小蟲在太空的表現和危害。

太空中最多的生物

當人們談到太空居民時，首先想到的是航天員，有人也可能會想到為了進行醫學和生物學實驗的動物、植物和細菌，但很少有人會注意到這些生物本身攜帶的細菌。實際上，在圍繞地球軌道旋轉的航天器上，數目最多的生物是生物體自己帶上去的細菌。在我們的身體內到處都有細菌，它們中的大多數棲息在我們的內臟中，更多的是溜到我們吃的食物里和我們所呼吸的空氣中。僅在一名航天員的內臟中，就有數以億萬計的細菌生活著，例如在結腸中就有1014個細菌，手和嘴里的細菌超過億萬個。實際上在人體內細菌的數量超過人體細胞的數量。這些緊緊粘附在人體中的細菌，人走到哪里，它就跟到哪里，哪怕進入月球和火星，它們都會緊追不舍。那么，人們首先提出的一個問題是“太空旅行對細菌有何影響？”“太空中的細菌是變老實了，還是更猖狂了？”。

太空細菌更狠毒

為了解決上述問題，美國和俄羅斯付出了巨大的經費和人力，他們在太空中和地面進行了航天失重對細菌影響的研究。在太空中進行這方面的實驗有些困難，不僅要花費巨額的實驗經費，很多實驗條件在太空也不具備。為此，美國宇航局的科學家們設計了一個模擬失重的裝置——回轉儀，這是一種可以模擬低重力對生物體影響的裝置。當將細菌放到儀器上的液體容器里時，回轉儀開始慢速地旋轉起來。在旋轉器里，懸浮在液體中的細菌受到離心力的作用，但它們的受力方向是隨著回轉儀的旋轉在不斷地改變的。從一段時間里來看，作用在細菌身上力的總合為0，這樣就好像細菌處在失重環境下一樣。這個方法是目前公認的、可以模擬失重影響的方法，航天醫學研究者們常常采用這種裝置進行失重對植物、細胞影響的研究，當然也可以用這種方法觀察失重對細菌的影響。實驗結果表明在模擬失重條件下，沙門氏菌發生了改變。在回轉儀中的細菌生存能力增強了，它們對胃酸和熱的抵抗能力更強，而且也有更好的辦法躲避人體巨噬細胞的攻擊，巨噬細胞是人體免疫系統中的衛士，它可以吞噬侵入人體的細菌，維護人體的健康。地面和太空實驗說明在失重環境下，沙門氏菌的繁殖能力和生存能力都增強了。眾所周知，沙門氏菌是對人體不利的細菌，它是引起人胃腸道疾病的罪魁禍首。它侵入到人體后，會引起人體嚴重的胃腸道反應，使人出現惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等癥狀。航天中沙門氏菌的變化，提示其他危害人體的細菌也可能出現同樣毒性增強的改變，這對航天員的健康會造成很大的威脅。

人體的免疫功能下降

在我們的身體內到處都是小侵略者：細菌、病毒、原生動物。它們中一些對人體是不利的，另一些是有利的。通常情況下，它們不會對人體構成一種威脅。因為在我們身體中，有一個強壯的免疫系統，它像一個嚴密的檢查站，對身體內的外來者進行嚴格檢查，絕不會放過對人體有害的入侵者，也不傷害對人體有利的細菌。它們在我們的身體沒有出現問題以前，就可以發現和消滅病原體，使它們不能危害人體。所以，沒有免疫系統，人就不能生存。

在太空中，我們的免疫系統發生了改變，免疫系統的戰斗力減弱了，特別是免疫細胞的戰斗力下降了。人體的免疫系統是十分復雜的，在這個復雜的系統中，主要斗士是游遍全身、與病菌做斗爭的免疫細胞。人體中有各種各樣免疫細胞；其中兩種免疫細胞的戰斗力最強，一個是B細胞，它可以釋放出抗體——蛋白質，可以辨識出細菌或其他引起疾病的侵入者，將它們包圍，然后消滅它們。另一個是T細胞，它是免疫系統的戰士，可以對病原體發動進攻和消滅它們。

在太空中，這些細胞變得遲鈍了。例如，T細胞的繁殖能力下降了，淋巴細胞的數目減少了，而且戰斗力下降了。它們中的很多細胞好像突然變老了，移動起來慢了，不能很快到達細菌入侵的地方，也不能有效地相互溝通消滅細菌。實際上，它們似乎無法很好地執行消滅入侵病原體的任務了。

太空飛行可以使細菌的繁殖能力和毒性增加，又可以使對抗它們的免疫系統戰斗力減弱，這種雙重的作用，使太空中的細菌變得更猖狂了。不僅如此，航天中的失重環境還可以影響人體的所有生理系統，例如它可以引起心血管功能下降、航天運動病、航天貧血癥、骨質疏松、肌肉萎縮。這樣，航天員在太空更容易得病。在太空發病與在地面上不同，某些病在地面上不會致命，在航天中可能致命。而且，隨著飛行時間的延長，人發病的機會增多，有些病在地球上是很容易處理的，在太空中卻變得很復雜。如流行性感冒，如果在地球上發生，將病人隔離，給予適當的治療很快就會好。但在太空中，在飛船這種密閉、狹小的環境中很難將航天員隔離，艙內空氣不能與外界相通，更增加了感染的機會。航天員工作都是一個蘿卜一個坑，病倒幾個就會影響飛行任務的完成。同時，航天中沒有足夠的醫療設備、藥品和醫務人員，對一些疑難的病就很難做出準確的診斷和及時的治療，往往會貽誤病情。

航天員的身體狀態要比正常人好得多，經過嚴格的選拔和訓練，能夠上天的航天員都是確保沒有任何疾病的，即將登上飛船的航天員如果出現任何小毛病，也會被候補的航天員所取代，而且在航天中還采用了許多嚴格的防護措施，防止航天員生病。盡管如此，航天員在飛行中仍免不了要生病，患病的類型多為上呼吸道感染、病毒性胃炎、風疹等。在美國的“阿波羅”任務中，就有一名航天員患很重的病，給完成登月著陸飛行任務帶來了巨大困難，前蘇聯“禮炮”號航天員弗拉基米爾·瓦休金還因在飛行中出現炎癥性疾病，站上的藥物對他無效，被迫終止飛行返回地面；參加前蘇聯“聯盟TM-11”號的日本航天員秋山在飛行中高燒達40℃，出現了虛脫。特別是在未來星際飛行中，航天員如果在脫離地球軌道飛行期間，或者登陸到其他星球時生病，是不可能及時將他們送回地球醫治的，這將是一件十分危險的事。所以，研究細菌在航天中的表現，找出抑制有害人體細菌的辦法是十分重要的。

但是，需要提出的一點是人體中的細菌不都是有害的，有些對人體是有益的。例如，在我們胃里的一些細菌，可以生成有利于血液凝結的維生素K，還有一些細菌有助于人體消化食物。在適度的情況下，甚至病原體也不是完全有害的，它可以刺激免疫系統，增強人體的免疫功能，也就是說人們需要這些細菌。太空環境下細菌生長和生存功能增強，這也不完全是一件壞事。因為那些有利于人類菌的增多，將為人類帶來福利。一些細菌還可以制造出有用的抗生素，在太空中細菌生產的抗菌素產量高于地球。例如，90年代中期，在航天飛機上進行的實驗就證明太空中生產的抗生素的產量比在地球上生產要高2倍多，而且更純，質量更高。這樣，我們就可以利用太空的特殊環境，生產有利于人類的細菌。 因此，我們下一步的任務是要采用一些辦法“壓制”不利于人類健康的細菌，降低它們對人類的危害，“激發”有利于人類的細菌，使它們更好地為人類服務。

【責任編輯】蒲暉