男女航天員在太空的生理差異

吳國興（中國航天員科研訓練中心）

□□目前，世界上現役的航天員共有158名，其中25名是女性，約占航天員總數的16%。這些女航天員的平均年齡為42歲，而男航天員為43歲；女航天員的平均體重是60.7kg，而男航天員為81.2kg；女航天員的平均身高比男航天員矮10cm ，脂肪比男航天員多11%，肌肉質量少8%；女航天員的血紅蛋白質量比男航天員少10%～14%，有氧運動能力比男航天員低得多。雖然男女航天員的選拔和訓練都是一樣的，無論男女都需要經過嚴格的選拔和訓練，但是男女航天員還是存在許多性別差異，除了年齡、體重和身高這些表面差別以外，在生理、生活和工作方面也有許多差異。

1 心血管功能上的性別差異

男女航天員在生理功能上的性別差異（簡稱為性別差異）一直是航天醫學專家關注的重點。經過多年的調查研究，美國航空航天局的科學家于2010年11月在《應用生理學》雜志上發表一篇文章，題目是“載人航天中的性別差異問題—美國航空航天局的觀點”。這篇文章從心血管生理、運動生理、低壓生理、減壓病、腎結石、免疫學、神經前庭功能、感覺功能、營養、藥物治療和生殖生理等方面，對男女航天員的性別差異做了全面的介紹。文章指出，目前由于女航天員上天的人數還比較少，因此要從統計學上提出男女航天員的性別差異還有一定困難。不過，在航天飛行后對航天飛機航天員的立位耐力實驗發現，在出現暈厥前期癥狀的航天員中女性比男性多。

在醫學上昏厥是指突然發生的一過性意識喪失，但無癲癇、昏迷或其他意識改變的情況。昏厥前期則是指近似昏厥或極度頭昏的一種狀態。所謂立位耐力實驗就是在飛行以后，讓航天員從躺臥位立即站立起來，如果出現頭暈眼花的情況，就是立位耐力下降。研究發現，當航天員從躺臥位突然站立而出現暈厥前期癥狀時，收縮壓一般下降25mmHg，舒張壓一般下降15mmHg。男女航天員相比，女航天員出現昏厥前期癥狀的比例更高。女航天員出現昏厥前期癥狀時血壓明顯降低、心率明顯增加；男航天員則出現外周血管阻力增加。女性的立位耐力本來就不如男性，而且上天以后女航天員的立位耐力下降更為明顯。科學家認為，女性發生這種情況可能跟絕經前雌激素對血管的間接擴展作用有關。

不過，男航天員在心血管功能方面有弱點。在航天飛行中男航天員比女航天員更容易發生室性心率不齊，而且長期飛行比短期飛行更容易患這種疾病。第一次發生室性心率不齊的是阿波羅－15航天員歐文，他和航天員斯科特在月面上行走期間感到手指尖劇烈疼痛和腫脹。另外，歐文在回到指揮艙后不久還出現短暫的意識喪失。返回地面21個月以后，歐文又發生心肌梗塞。專家認為，歐文的心肌梗塞部分原因是由于月面行走時心內膜受到損傷。

在地面上，男性的血管內壁就比較脆弱，很容易受到損傷。在30～40歲男性中，冠心病的發病率比女性高出6倍，而絕經前期的婦女一般很少會因心臟病而死亡。因此，就航天飛行中的心血管功能而言，男女各有千秋。

日本女航天員山崎直子和日本男航天員野口宗千在“國際空間站”上“表演”懸空倒立

2 在雌激素和鎂的代謝方面女優于男

科學家發現，在長期載人航天中，由于失重和缺乏體力活動，儲存在骨骼和肌肉中的鎂會大量喪失，而且這種喪失不會因航天員加強體育鍛煉而減輕。更為嚴重的是鎂的喪失會引起腎上腺素分泌增加，而腎上腺素分泌增加反過來又加速鎂的喪失。這是一種嚴重的惡性循環，在飛行過程中航天員增加或是減少體育鍛煉，都只能加劇這種惡性循環。這種惡性循環可以導致血管痙攣、血栓形成和嚴重的心臟節律紊亂，最后還會形成永久性的心肌損傷。科學家在分析阿波羅－15登月任務中發現，這種惡性循環在航天飛行的第12天就開始出現，可能會持續2～3年，相當于整個載人火星探測的往返飛行時間。

有意思的是，女航天員在航天飛行過程中能夠保留體內的鎂，鎂的喪失情況比男航天員輕得多，因此她們天生具有防止這種惡性循環的能力。而且正是由于女航天員體內的鎂比男性多，因此她們身體具有更完善的修復機制和抗氧化能力。科學家認為，女航天員的這種優勢得益于雌激素。雌激素通過復雜的血管機制使女性體內得以保留更多的鎂。所以，就雌激素和體內鎂的代謝而言，女性更適合于長期航天飛行。

3 在太空行走和應急出艙中女不如男

眾所周知，女性的體力不如男性。女性的平均體力只有男性的2/3，而且女性上半身的體力為男性的50%，下半身為70%。這種體力上的性別差異無論是在地面上或是在太空中都是一樣的。也許有人認為，在太空失重狀態下男女在體力上的差別已沒有意義。其實不然，航天員在航天飛行中也有許多體力勞動，特別是太空行走，需要上半身大量的體力勞動。因為航天員在太空其實并不是在行走，而是要完成各種太空維修保養、設備安裝和科學實驗任務，這些工作都需要用上肢和手來完成。有些工作如果讓女航天員來完成可能就有一定困難，因為女航天員如果用力太猛，不僅容易產生疲勞，而且還可能導致肌肉損傷。

美國航天員在應急出艙時一般穿著“發射進入服”。這種服裝主要是供航天飛機航天員在發射和返回著陸時穿的，相當于“艙內航天服”。這種服裝質量為26kg，在地面進行模擬試驗時穿著它行走需要被試者具有很大的有氧代謝能力，同時腿部的肌肉還要有勁。12名男性被試者穿著這種服裝試走了5min，其中有4名被試者堅持不下來，腿部肌肉疲勞是不能完成行走的主要原因。因此科學家預測，由于女性有氧代謝能力低、腿部肌肉力量又弱，如果讓女航天員穿著這種服裝做應急出艙，可能會有麻煩。看來美國航空航天局在設計這種服裝時，可能忽略了男女航天員的這種性別差異。總之，在執行應急出艙任務時，可能應以男航天員為主，這種情況下就不能講“男女平等”了。

4 女航天員有月經和懷孕問題

男女航天員的最大區別是女航天員有月經，而且還可能懷孕。月經是婦女的“專利”。在載人航天的早期，有些人就是利用婦女的月經來作文章，聲稱微重力會導致月經異常，因而將婦女排斥在航天員隊伍之外。但事實證明，女航天員在航天飛行過程中月經沒有異常，也就是說微重力對女航天員的月經沒有造成任何影響。2000年2月，美國女航天員貝克在《婦產科研究》雜志上發表文章，用自己的親身經歷和美國女航天員的大量事實證明了這種觀點。文章說：“微重力對月經沒有明顯的影響，女航天員在太空來月經跟在地面上完全一樣。”

不過也有科學家擔心，在微重力條件下女航天員有可能發生經血逆行，即微重力使經血不往下流，而是沿著子宮和輸卵管向上進入盆腔和腹腔，如果瘀積在腔中，就會引起痛經和子宮內膜異位等癥狀。但是迄今為止，在所有上過天的女航天員中還沒有發生過這種情況。有人建議，為了女航天員在長期航天中的健康與安全，今后應該加強這方面的研究，確保在微重力條件下不會發生這種情況。

男女航天員的另一個差異是女航天員要生兒育女，而男航天員沒有這個問題。根據統計，80%以上的美國女航天員沒有要小孩，她們中大多數人是在職業生涯結束之后才懷上第一胎，因此第一次分娩的年齡一般是42～43歲。美國航空航天局明文規定：不允許懷孕的女航天員上天。航天員在航天飛行前都要經過嚴格的婦科檢查，一旦發現懷孕，不但取消航天飛行資格，而且也不允許繼續進行訓練，特別是在中性浮力水池、失重飛機和低壓艙內的訓練。在中性浮力水池中訓練，絕對不允許懷孕的女航天員參加。因為航天員水下訓練的時間較長，一般都在8個小時以上。醫學上認為，孕婦長時間在這種壓力變化的環境中停留，會影響胎兒的生長發育。

航天飛機首位女指令長柯林斯飛行歸來急不可待抱女兒

女航天員要爭取到航天飛行的機會并不容易，因此她們盡量將生育的時間往后推。但是婦女年過40以后再懷孕，不僅容易流產、下一代容易出現遺傳缺陷，而且受孕的機會明顯下降。醫學上認為，婦女最好的生育年齡是在32歲以前，32歲以后受孕的成功率就開始下降，而美國女航天員的平均年齡正好是32歲。雖然在上天后男女航天員的生殖系統沒有明顯異常，但女航天員懷孕后，還是有40%以上的人流產，9%的人死產，還有2個新生兒患有慢性遺傳性疾病。

總之，航天員中既然有男有女，就有性別上的差異。不過這種差異對女航天員完成航天任務沒有造成明顯影響。而且男女航天員的這種性別差異有些表現為女性占優勢，有些是男性占優勢，雙方其實不分上下。因此，今天世界各國都是使用同一標準選拔和訓練航天員，沒有專門針對女航天員的選拔和訓練標準。■