在太空，细菌更猖狂

沈羡云　唐承革

人和动物在进入太空时，不可避免地携带了数以万亿计的细菌进入太空。人类在太空中定居，它们也会随之而来。为了航天员的健康，我们必须了解它们，知道它们是否喜欢太空环境，太空会使它们发生什么变化。科学家们为了研究这个问题，在地面和太空中进行了一些实验，观察这些小虫在太空的表现和危害。

太空中最多的生物

当人们谈到太空居民时，首先想到的是航天员，有人也可能会想到为了进行医学和生物学实验的动物、植物和细菌，但很少有人会注意到这些生物本身携带的细菌。实际上，在围绕地球轨道旋转的航天器上，数目最多的生物是生物体自己带上去的细菌。在我们的身体内到处都有细菌，它们中的大多数栖息在我们的内脏中，更多的是溜到我们吃的食物里和我们所呼吸的空气中。仅在一名航天员的内脏中，就有数以亿万计的细菌生活着，例如在结肠中就有1014个细菌，手和嘴里的细菌超过亿万个。实际上在人体内细菌的数量超过人体细胞的数量。这些紧紧粘附在人体中的细菌，人走到哪里，它就跟到哪里，哪怕进入月球和火星，它们都会紧追不舍。那么，人们首先提出的一个问题是“太空旅行对细菌有何影响？”“太空中的细菌是变老实了，还是更猖狂了？”。

太空细菌更狠毒

为了解决上述问题，美国和俄罗斯付出了巨大的经费和人力，他们在太空中和地面进行了航天失重对细菌影响的研究。在太空中进行这方面的实验有些困难，不仅要花费巨额的实验经费，很多实验条件在太空也不具备。为此，美国宇航局的科学家们设计了一个模拟失重的装置——回转仪，这是一种可以模拟低重力对生物体影响的装置。当将细菌放到仪器上的液体容器里时，回转仪开始慢速地旋转起来。在旋转器里，悬浮在液体中的细菌受到离心力的作用，但它们的受力方向是随着回转仪的旋转在不断地改变的。从一段时间里来看，作用在细菌身上力的总合为0，这样就好像细菌处在失重环境下一样。这个方法是目前公认的、可以模拟失重影响的方法，航天医学研究者们常常采用这种装置进行失重对植物、细胞影响的研究，当然也可以用这种方法观察失重对细菌的影响。实验结果表明在模拟失重条件下，沙门氏菌发生了改变。在回转仪中的细菌生存能力增强了，它们对胃酸和热的抵抗能力更强，而且也有更好的办法躲避人体巨噬细胞的攻击，巨噬细胞是人体免疫系统中的卫士，它可以吞噬侵入人体的细菌，维护人体的健康。地面和太空实验说明在失重环境下，沙门氏菌的繁殖能力和生存能力都增强了。众所周知，沙门氏菌是对人体不利的细菌，它是引起人胃肠道疾病的罪魁祸首。它侵入到人体后，会引起人体严重的胃肠道反应，使人出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。航天中沙门氏菌的变化，提示其他危害人体的细菌也可能出现同样毒性增强的改变，这对航天员的健康会造成很大的威胁。

人体的免疫功能下降

在我们的身体内到处都是小侵略者：细菌、病毒、原生动物。它们中一些对人体是不利的，另一些是有利的。通常情况下，它们不会对人体构成一种威胁。因为在我们身体中，有一个强壮的免疫系统，它像一个严密的检查站，对身体内的外来者进行严格检查，绝不会放过对人体有害的入侵者，也不伤害对人体有利的细菌。它们在我们的身体没有出现问题以前，就可以发现和消灭病原体，使它们不能危害人体。所以，没有免疫系统，人就不能生存。

在太空中，我们的免疫系统发生了改变，免疫系统的战斗力减弱了，特别是免疫细胞的战斗力下降了。人体的免疫系统是十分复杂的，在这个复杂的系统中，主要斗士是游遍全身、与病菌做斗争的免疫细胞。人体中有各种各样免疫细胞；其中两种免疫细胞的战斗力最强，一个是B细胞，它可以释放出抗体——蛋白质，可以辨识出细菌或其他引起疾病的侵入者，将它们包围，然后消灭它们。另一个是T细胞，它是免疫系统的战士，可以对病原体发动进攻和消灭它们。

在太空中，这些细胞变得迟钝了。例如，T细胞的繁殖能力下降了，淋巴细胞的数目减少了，而且战斗力下降了。它们中的很多细胞好像突然变老了，移动起来慢了，不能很快到达细菌入侵的地方，也不能有效地相互沟通消灭细菌。实际上，它们似乎无法很好地执行消灭入侵病原体的任务了。

太空飞行可以使细菌的繁殖能力和毒性增加，又可以使对抗它们的免疫系统战斗力减弱，这种双重的作用，使太空中的细菌变得更猖狂了。不仅如此，航天中的失重环境还可以影响人体的所有生理系统，例如它可以引起心血管功能下降、航天运动病、航天贫血症、骨质疏松、肌肉萎缩。这样，航天员在太空更容易得病。在太空发病与在地面上不同，某些病在地面上不会致命，在航天中可能致命。而且，随着飞行时间的延长，人发病的机会增多，有些病在地球上是很容易处理的，在太空中却变得很复杂。如流行性感冒，如果在地球上发生，将病人隔离，给予适当的治疗很快就会好。但在太空中，在飞船这种密闭、狭小的环境中很难将航天员隔离，舱内空气不能与外界相通，更增加了感染的机会。航天员工作都是一个萝卜一个坑，病倒几个就会影响飞行任务的完成。同时，航天中没有足够的医疗设备、药品和医务人员，对一些疑难的病就很难做出准确的诊断和及时的治疗，往往会贻误病情。

航天员的身体状态要比正常人好得多，经过严格的选拔和训练，能够上天的航天员都是确保没有任何疾病的，即将登上飞船的航天员如果出现任何小毛病，也会被候补的航天员所取代，而且在航天中还采用了许多严格的防护措施，防止航天员生病。尽管如此，航天员在飞行中仍免不了要生病，患病的类型多为上呼吸道感染、病毒性胃炎、风疹等。在美国的“阿波罗”任务中，就有一名航天员患很重的病，给完成登月着陆飞行任务带来了巨大困难，前苏联“礼炮”号航天员弗拉基米尔·瓦休金还因在飞行中出现炎症性疾病，站上的药物对他无效，被迫终止飞行返回地面；参加前苏联“联盟TM-11”号的日本航天员秋山在飞行中高烧达40℃，出现了虚脱。特别是在未来星际飞行中，航天员如果在脱离地球轨道飞行期间，或者登陆到其他星球时生病，是不可能及时将他们送回地球医治的，这将是一件十分危险的事。所以，研究细菌在航天中的表现，找出抑制有害人体细菌的办法是十分重要的。

但是，需要提出的一点是人体中的细菌不都是有害的，有些对人体是有益的。例如，在我们胃里的一些细菌，可以生成有利于血液凝结的维生素K，还有一些细菌有助于人体消化食物。在适度的情况下，甚至病原体也不是完全有害的，它可以刺激免疫系统，增强人体的免疫功能，也就是说人们需要这些细菌。太空环境下细菌生长和生存功能增强，这也不完全是一件坏事。因为那些有利于人类菌的增多，将为人类带来福利。一些细菌还可以制造出有用的抗生素，在太空中细菌生产的抗菌素产量高于地球。例如，90年代中期，在航天飞机上进行的实验就证明太空中生产的抗生素的产量比在地球上生产要高2倍多，而且更纯，质量更高。这样，我们就可以利用太空的特殊环境，生产有利于人类的细菌。 因此，我们下一步的任务是要采用一些办法“压制”不利于人类健康的细菌，降低它们对人类的危害，“激发”有利于人类的细菌，使它们更好地为人类服务。

【责任编辑】蒲晖