男女航天员在太空的生理差异

吴国兴（中国航天员科研训练中心）

□□目前，世界上现役的航天员共有158名，其中25名是女性，约占航天员总数的16%。这些女航天员的平均年龄为42岁，而男航天员为43岁；女航天员的平均体重是60.7kg，而男航天员为81.2kg；女航天员的平均身高比男航天员矮10cm ，脂肪比男航天员多11%，肌肉质量少8%；女航天员的血红蛋白质量比男航天员少10%～14%，有氧运动能力比男航天员低得多。虽然男女航天员的选拔和训练都是一样的，无论男女都需要经过严格的选拔和训练，但是男女航天员还是存在许多性别差异，除了年龄、体重和身高这些表面差别以外，在生理、生活和工作方面也有许多差异。

1 心血管功能上的性别差异

男女航天员在生理功能上的性别差异（简称为性别差异）一直是航天医学专家关注的重点。经过多年的调查研究，美国航空航天局的科学家于2010年11月在《应用生理学》杂志上发表一篇文章，题目是“载人航天中的性别差异问题—美国航空航天局的观点”。这篇文章从心血管生理、运动生理、低压生理、减压病、肾结石、免疫学、神经前庭功能、感觉功能、营养、药物治疗和生殖生理等方面，对男女航天员的性别差异做了全面的介绍。文章指出，目前由于女航天员上天的人数还比较少，因此要从统计学上提出男女航天员的性别差异还有一定困难。不过，在航天飞行后对航天飞机航天员的立位耐力实验发现，在出现晕厥前期症状的航天员中女性比男性多。

在医学上昏厥是指突然发生的一过性意识丧失，但无癫痫、昏迷或其他意识改变的情况。昏厥前期则是指近似昏厥或极度头昏的一种状态。所谓立位耐力实验就是在飞行以后，让航天员从躺卧位立即站立起来，如果出现头晕眼花的情况，就是立位耐力下降。研究发现，当航天员从躺卧位突然站立而出现晕厥前期症状时，收缩压一般下降25mmHg，舒张压一般下降15mmHg。男女航天员相比，女航天员出现昏厥前期症状的比例更高。女航天员出现昏厥前期症状时血压明显降低、心率明显增加；男航天员则出现外周血管阻力增加。女性的立位耐力本来就不如男性，而且上天以后女航天员的立位耐力下降更为明显。科学家认为，女性发生这种情况可能跟绝经前雌激素对血管的间接扩展作用有关。

不过，男航天员在心血管功能方面有弱点。在航天飞行中男航天员比女航天员更容易发生室性心率不齐，而且长期飞行比短期飞行更容易患这种疾病。第一次发生室性心率不齐的是阿波罗－15航天员欧文，他和航天员斯科特在月面上行走期间感到手指尖剧烈疼痛和肿胀。另外，欧文在回到指挥舱后不久还出现短暂的意识丧失。返回地面21个月以后，欧文又发生心肌梗塞。专家认为，欧文的心肌梗塞部分原因是由于月面行走时心内膜受到损伤。

在地面上，男性的血管内壁就比较脆弱，很容易受到损伤。在30～40岁男性中，冠心病的发病率比女性高出6倍，而绝经前期的妇女一般很少会因心脏病而死亡。因此，就航天飞行中的心血管功能而言，男女各有千秋。

日本女航天员山崎直子和日本男航天员野口宗千在“国际空间站”上“表演”悬空倒立

2 在雌激素和镁的代谢方面女优于男

科学家发现，在长期载人航天中，由于失重和缺乏体力活动，储存在骨骼和肌肉中的镁会大量丧失，而且这种丧失不会因航天员加强体育锻炼而减轻。更为严重的是镁的丧失会引起肾上腺素分泌增加，而肾上腺素分泌增加反过来又加速镁的丧失。这是一种严重的恶性循环，在飞行过程中航天员增加或是减少体育锻炼，都只能加剧这种恶性循环。这种恶性循环可以导致血管痉挛、血栓形成和严重的心脏节律紊乱，最后还会形成永久性的心肌损伤。科学家在分析阿波罗－15登月任务中发现，这种恶性循环在航天飞行的第12天就开始出现，可能会持续2～3年，相当于整个载人火星探测的往返飞行时间。

有意思的是，女航天员在航天飞行过程中能够保留体内的镁，镁的丧失情况比男航天员轻得多，因此她们天生具有防止这种恶性循环的能力。而且正是由于女航天员体内的镁比男性多，因此她们身体具有更完善的修复机制和抗氧化能力。科学家认为，女航天员的这种优势得益于雌激素。雌激素通过复杂的血管机制使女性体内得以保留更多的镁。所以，就雌激素和体内镁的代谢而言，女性更适合于长期航天飞行。

3 在太空行走和应急出舱中女不如男

众所周知，女性的体力不如男性。女性的平均体力只有男性的2/3，而且女性上半身的体力为男性的50%，下半身为70%。这种体力上的性别差异无论是在地面上或是在太空中都是一样的。也许有人认为，在太空失重状态下男女在体力上的差别已没有意义。其实不然，航天员在航天飞行中也有许多体力劳动，特别是太空行走，需要上半身大量的体力劳动。因为航天员在太空其实并不是在行走，而是要完成各种太空维修保养、设备安装和科学实验任务，这些工作都需要用上肢和手来完成。有些工作如果让女航天员来完成可能就有一定困难，因为女航天员如果用力太猛，不仅容易产生疲劳，而且还可能导致肌肉损伤。

美国航天员在应急出舱时一般穿着“发射进入服”。这种服装主要是供航天飞机航天员在发射和返回着陆时穿的，相当于“舱内航天服”。这种服装质量为26kg，在地面进行模拟试验时穿着它行走需要被试者具有很大的有氧代谢能力，同时腿部的肌肉还要有劲。12名男性被试者穿着这种服装试走了5min，其中有4名被试者坚持不下来，腿部肌肉疲劳是不能完成行走的主要原因。因此科学家预测，由于女性有氧代谢能力低、腿部肌肉力量又弱，如果让女航天员穿着这种服装做应急出舱，可能会有麻烦。看来美国航空航天局在设计这种服装时，可能忽略了男女航天员的这种性别差异。总之，在执行应急出舱任务时，可能应以男航天员为主，这种情况下就不能讲“男女平等”了。

4 女航天员有月经和怀孕问题

男女航天员的最大区别是女航天员有月经，而且还可能怀孕。月经是妇女的“专利”。在载人航天的早期，有些人就是利用妇女的月经来作文章，声称微重力会导致月经异常，因而将妇女排斥在航天员队伍之外。但事实证明，女航天员在航天飞行过程中月经没有异常，也就是说微重力对女航天员的月经没有造成任何影响。2000年2月，美国女航天员贝克在《妇产科研究》杂志上发表文章，用自己的亲身经历和美国女航天员的大量事实证明了这种观点。文章说：“微重力对月经没有明显的影响，女航天员在太空来月经跟在地面上完全一样。”

不过也有科学家担心，在微重力条件下女航天员有可能发生经血逆行，即微重力使经血不往下流，而是沿着子宫和输卵管向上进入盆腔和腹腔，如果瘀积在腔中，就会引起痛经和子宫内膜异位等症状。但是迄今为止，在所有上过天的女航天员中还没有发生过这种情况。有人建议，为了女航天员在长期航天中的健康与安全，今后应该加强这方面的研究，确保在微重力条件下不会发生这种情况。

男女航天员的另一个差异是女航天员要生儿育女，而男航天员没有这个问题。根据统计，80%以上的美国女航天员没有要小孩，她们中大多数人是在职业生涯结束之后才怀上第一胎，因此第一次分娩的年龄一般是42～43岁。美国航空航天局明文规定：不允许怀孕的女航天员上天。航天员在航天飞行前都要经过严格的妇科检查，一旦发现怀孕，不但取消航天飞行资格，而且也不允许继续进行训练，特别是在中性浮力水池、失重飞机和低压舱内的训练。在中性浮力水池中训练，绝对不允许怀孕的女航天员参加。因为航天员水下训练的时间较长，一般都在8个小时以上。医学上认为，孕妇长时间在这种压力变化的环境中停留，会影响胎儿的生长发育。

航天飞机首位女指令长柯林斯飞行归来急不可待抱女儿

女航天员要争取到航天飞行的机会并不容易，因此她们尽量将生育的时间往后推。但是妇女年过40以后再怀孕，不仅容易流产、下一代容易出现遗传缺陷，而且受孕的机会明显下降。医学上认为，妇女最好的生育年龄是在32岁以前，32岁以后受孕的成功率就开始下降，而美国女航天员的平均年龄正好是32岁。虽然在上天后男女航天员的生殖系统没有明显异常，但女航天员怀孕后，还是有40%以上的人流产，9%的人死产，还有2个新生儿患有慢性遗传性疾病。

总之，航天员中既然有男有女，就有性别上的差异。不过这种差异对女航天员完成航天任务没有造成明显影响。而且男女航天员的这种性别差异有些表现为女性占优势，有些是男性占优势，双方其实不分上下。因此，今天世界各国都是使用同一标准选拔和训练航天员，没有专门针对女航天员的选拔和训练标准。■