地面上的模拟失重方法

航天员在轨道飞行时,由于失重因素,产生了一系列生理、病理变化,出现了空间运动病、心血管和水盐代谢紊乱、骨质脱钙、肌肉萎缩等机能紊乱和失调。这些变化或多或少地影响了航天员的健康和工作,及返回地球的再适应能力,并可能成为长时间航天飞行的主要障碍。因此,了解失重对人体的影响、生理机能失调的机制及采取有效的防护措施是十分必要的。但是在航天飞行中航天员的人数有限,且任务繁忙不能进行大量的生理实验和测试。加之,飞行中的实验     

模拟失重时兔脏器血流量反应特性研究

本文报道了用26只白色短毛家兔所做的动物学模型实验,得出了各脏器血流量的动态反应曲线.并用微循环研究方法,分析了模拟失重时各脏器微血管功能状态与血流量的关系;阐述了各脏器微循环功能变化特点;对变化机理作了初步探讨.     

模拟失重对培养心肌细胞形态和结构的影响

本实验是利用回转器模拟失重对离体培养大鼠乳鼠的心肌细胞形态和结构的影响．在光学显微镜和荧光显微镜下观察发现,细胞的形态由细长梭形变成椭圆形甚至为圆形,并且通过荧光标记后的细胞骨架的排列由纵形变成辐射状．同时在对细胞进行测量发现,细胞体积缩小近40％,细胞长短径比例减少近70％．上述结果提示模拟失重对培养心肌细胞的形态和结构有显著影响．     

模拟失重兔脑波超慢涨落图的研究

兔在头低位悬吊的15天中,脑电的超慢涨落发生明显的改变,表现为16谱段、S_1～S_8谱结构、S 谱谐振及功率比的变化,这些变化反映了悬吊对脑功能的影响。结果表明脑电超慢涨落技术可应用到航天脑功能的研究中去。     

模拟失重对心血管自主神经调节功能的影响

载人航天或模拟失重后,航天员会出现运动能力与立位耐力降低,其发生机理与多种因素的改变有关．为进一步验证这种变化与中枢神经系统调节功能障碍的可能相关,本文研究模拟失重过程中心脏与外周血管自主神经调节功能的动态变化及与卧床后立位耐力降低的关系．结果表明,6名被试者的HRV谱的总功率（TP）及低频（LF）、高频（HF）成份均减少,而LF：HF比值在卧床后期有增大趋势．卧床后HUT初始6min所有被试者心率明显快于卧床前的相应值．说明模拟失重后心脏迷走神经反应与外周血管交感神经活动水平降低,心脏交感神经活动水平逐渐升高．但卧床后HUT时心血管自主神经调节反应基本正常．     

模拟失重(HDT—30°)和噪声复合因素对大鼠神经-内分泌-免疫功能的影响

本研究结果表明,大鼠在声级为８５ｄＢ（Ａ）噪声环境下悬吊（ＨＤＴ－３０°）１０昼夜后,淋巴细胞转化率及白细胞介素２（ＩＬ２）明显降低,血浆皮质酮含量显著升高,下丘脑内多巴胺（ＤＡ）和去甲肾上腺素（ＮＡ）含量呈升高趋势,表明机体处于应激状态．单纯８５ｄＢ（Ａ）噪声组除多巴胺及Ｔ淋巴细胞增殖反应外上述指标也有同样的变化规律,但没有复台因素组明显．本文出现的神经－内分泌－免疫系统功能失调可能是航天员易患感染性疾病的原因之一．     

中药对模拟失重兔耳微循环和血液流变性的影响

因失重时血循环系统的改变十分类似于中医“血淤症”时的变化,故采用活血化淤中药来改善失重时的血循环状态可能是一种较好的防护措施。实验比较了4种中药(丹-黄合剂、川芎、冠心Ⅱ号、樟柳碱)对模拟失重兔耳微循环和血液流变性的影响。结果表明4种中药均有改善模拟失重兔血循环的作用,其效果是丹-黄合剂>川芎>冠心Ⅱ号>樟柳碱。两种药量实验结果表明丹黄合剂用15g/kg,川芎用10g/kg 效果较好。     

-6°卧床模拟失重对T淋巴细胞的影响及内分泌调节机制的研究

本文研究了-6°卧床模拟失重对T淋巴细胞受到有丝分裂原刺激后增殖能力和外周血总T淋巴细胞亚群(CD3⁺T细胞)、辅助/炎性T细胞亚群(CD4⁺T细胞)、杀伤T细胞亚群(CD8⁺T细胞)、及表达CD25分子细胞数的影响,同时观察生长激素、促肾上腺皮质激素、皮质激素的改变,来探讨免疫功能的变化与内分泌系统改变的关系.结果表明,模拟失重造成的免疫功能下降与内分泌系统紊乱有关.     

Effects of simulated weightlessness on the intestinal mucosal barrier of rats

This study employed a rat tail-suspension model to investigate the effects of simulated weightlessness on the intestinal mucosal barrier. Twenty-four Wistar rats were randomly divided into control (CON), 14-day tail-suspension (SUS-14d), and 21-day tail-suspension (SUS-21d) groups (n = 8 per group). Expression of occludin and zonula occludins-1 (ZO-1), proteins of the tight junction (TJ), in the intestinal mucosa was measured by immunohistochemical analysis, Western blotting, and mRNA fluorescent quantitation PCR. Plasma concentrations of diamine oxidase (DAO) and d-lactate were determined using an enzymatic spectrophotometric assay. Expression of occludin and ZO-1 was reduced in the SUS-14d and SUS-21d groups as compared to the CON group, with lowest expression observed in the SUS-21d group (P < 0.01). Examination by transmission electron microscopy (TEM) of the jejunal epithelium revealed increased intercellular space, decreased TJ and desmosome densities, and destruction of microvilli in the SUS-14d and SUS-21d groups. Plasma DAO and d-lactate concentrations in the SUS-21d group were higher than those in SUS-14d group and significantly higher than those in the CON group (P < 0.01). In all three groups, the expression of occludin and ZO-1 was found to correlate negatively with DAO (P < 0.01) and d-lactate (P < 0.01) concentrations. It is concluded that simulated weightless results in down-regulation of expression of TJ proteins in the rat intestinal mucosa. Simulated weightlessness is proposed to increase intestinal permeability through damage to the TJ.     

基于Lagrange方法的失重人体建模与仿真

阐述了利用多刚体系统动力学进行航天员舱外活动仿真EVA(Extra Vehicular Activity)的必要性.给出了应用计算多刚体系统动力学建立的通用失重人体4关节反向运动学与反向动力学模型.选取典型的实例,在对其进行适当简化的基础上,运用通用模型对其进行仿真计算,计算时为考虑失重对人体质量、惯量与力量等参数的影响,对通用模型进行了修正.利用能量比较法对结果进行分析,得出当手部的运动轨迹半径与角速度减小、时间延长,髋关节做前驱运动时航天员工作最为节省能量.通过能量比较法计算得到了人体运动时各关节作功最为节省能量的范围.计算方法对航天员舱内外活动仿真及工效分析有一定的参考价值.      

中国航天医学进展

航天医学是随着载人航天事业的发展而兴起的一门特种医学学科.随着人类对太空的不断探索,从学科创建至今的短短几十年时间取得了巨大的发展.我国的载人航天工程于20世纪90年代初启动,但航天医学发展的历史却可追溯到50年代末.特别是近10年来,我国载人航天工程的启动为航天医学的发展带来了重大机遇.目前,我国首次载人航天飞行已获圆满成功,首飞航天员也已安全、健康地重返地球,航天医学专家们与航天员一同经受住了首次载人航天飞行的考验.本文简要介绍了我国航天医学的基础研究和应用研究,以及取得的进展,并展望了今后将面临的挑战和机遇.     

中药在改善模拟失重兔主要脏器形态学变化中的作用

通过实验探讨中药作为一种新的防护措施的可能性。实验动物为53只白兔, 用头低位悬吊方法模拟失重, 时间7天。实验前将兔分为四组:对照组, 悬吊组, 川芎组, 丹黄组, 实验中分别喂水或喂中药。实验后取脑、心、肺、肾、腹主动脉、比目鱼肌等6个脏器制片, 进行组织学观察。结果是两种中药均有改善模拟失重兔主要脏器血循环和组织结构的作用, 丹黄合剂的作用优于川芎。这说明中药作为一种新的防护措施是有希望的。     

航天员活动的计算机仿真中人体动力学模型

研究了失重状态下人体的动力学方程。从动量矩守恒原理出发,应用矢量力学和多刚体动力方法建立起失重状态下人体的动力学模型,所得方程是一阶的,适用于计算机编程。方程的求解只要求输入人体基本的质量特性参数和相邻肢体的运动控制规律。文末给出了一个航天员通过双腿的圆锥摆运动来改变其自身姿态的例子,并求得了解析积分式。     

基于云模型的自适应并行模拟退火遗传算法

针对遗传算法收敛速度慢,容易\"早熟\"等缺点,提出了一种改进的遗传算法,即基于云模型的自适应并行模拟退火遗传算法(PCASAGA,Adaptive Parallel Simulated Annealing Genetic Algorithms Based On Cloud Models).PCASAGA使用云模型实现交叉概率和变异概率的自适应调节;结合模拟退火避免遗传算法陷入局部最优;使用多种群优化机制实现算法的并行操作;使用英特尔推出的线程构造模块(TBB,Threading Building Blocks)并行技术,实现算法在多核计算机上的并行执行.理论分析和仿真结果表明:该算法比其他原有的或改进的遗传算法具有更快的收敛速度和更好的寻优结果,并且充分利用了当前计算机的多核资源.      

High magnetic gradient environment causes alterations of cytoskeleton and cytoskeleton-associated genes in human osteoblasts cultured in vitro

The effects of a high magnetic gradient environment (HMGE) on the cytoskeletal architecture and genes associated with the cytoskeleton in osteoblasts (MC3T3-E1 and MG-63 cells) were investigated using confocal microscopy, real-time polymerase chain reaction (PCR) and atomic force microscopy (AFM). The findings showed that, under diamagnetic levitation conditions, the architecture and average height of the cytoskeleton and surface roughness in osteoblasts were dramatically altered. HMGE affects cytoskeleton arrangement and cytoskeleton-associated gene expression.