摘要：人类太空飞行使航天员暴露于微重力、电离辐射等极端环境中，这些因素破坏了为地球重力（1g）进化而来的心血管稳态机制。随着太空探索从近地轨道（LEO）向月球 / 火星任务（如 NASA阿尔忒弥斯计划、中国探月工程）拓展，以及商业航天（如 SpaceX、蓝色起源）的
人类太空飞行使航天员暴露于微重力、电离辐射等极端环境中，这些因素破坏了为地球重力（1g）进化而来的心血管稳态机制。随着太空探索从近地轨道（LEO）向月球 / 火星任务（如 NASA阿尔忒弥斯计划、中国探月工程）拓展，以及商业航天（如 SpaceX、蓝色起源）的快速发展，解析太空飞行对心血管系统的影响已成为保障乘员健康的核心课题（Jirak 等，2022）。本文综合太空任务（国际空间站、阿波罗计划）与地面模拟实验（头低位卧床 [HDBR]、干浸实验）的研究证据，系统阐述太空飞行心血管损伤的病理机制、临床表现及防护策略。
微重力消除了静水压梯度，导致体液向头端转移（图 1）。HDBR 实验（6° 头低位）模拟显示，24 小时内 1-2 升体液向胸腔聚集（Convertino，1998）。这一过程触发：
压力反射重置：主动脉弓牵张减少，交感神经活性降低，副交感神经张力增强（Jordan 等，2022）。心肌萎缩：前负荷减少导致左心室（LV）质量丢失（约 5-10%）和腔室扩张（Shen & Frishman，2019）。国际空间站数据显示，6 个月飞行后 LV 舒张末期容积减少 15%（Ploutz-Snyder 等，2005）。微重力降低动脉搏动性，导致颈动脉 / 股动脉僵硬度升高（21 天 HDBR 后 β 僵硬度指数 + 15%；Buckey 等，1996）。这一变化破坏压力波反射，加重直立不耐受（发生率：飞行后 30-50%；Gaffney，1987）。
头端体液转移导致颈静脉扩张，增加颈静脉血栓（NVT）风险（国际空间站乘员患病率：24%；Taylor 等，2015）。HDBR 实验中 60% 受试者出现颈静脉扩张（≥2mm；Jirak 等，2022）。
重力负荷减少降低心脏做功，引发：
慢性头端体液转移引发颅内高压（ICH），导致：
视神经鞘扩张（ONSD≥5.5mm，60% 国际空间站乘员；Lee 等，2015）。视网膜神经纤维层增厚及脉络膜皱褶（Taylor 等，2015）。病理机制：ICH→静脉窦受压→颈静脉梗阻（Jirak 等，2022）。患病率：30-50% 航天员（Gaffney，1987）。机制：静脉回心血量减少（血容量↓8-12%）。血管收缩功能受损（交感神经反应低下）。心肌萎缩（每搏输出量↓）。表现：晕厥（10-15%）、前驱晕厥、心动过速（Jordan 等，2022）。方案：6° 头低位 14-180 天（模拟微重力体液转移）。核心发现：LV 质量丢失（1-2%/ 周；Convertino，1998）。血浆容量减少（8-12%）。直立耐受力受损（50% 受试者无法完成 10 分钟站立测试）。抗阻训练：国际空间站高级抗阻锻炼装置（ARED）保留 90% 肌肉 / 心肌质量（Ploutz-Snyder 等，2005）。下体负压（LBNP）：20-40 mmHg LBNP 干预改善 HDBR 直立耐受力（Convertino，1998）。
太空飞行对心血管系统的挑战涵盖急性体液转移到长期退行性改变。随着人类探索迈向深空，整合地面 / 太空研究的机制认知与创新防护（如 AI、器官芯片）至关重要。未来需重点研究：（1）辐射 - 血管交互作用，（2）个性化再适应方案，（3）火星模拟环境下的防护验证。这些努力将保障载人航天安全可持续发展，并推动地面心血管医学进步。
[1] Jirak P, Mirna M, Rezar R, et al. How spaceflight challenges human cardiovascular health[J]. European Journal of Preventive Cardiology, 2022, 29(10): 1385-1395.
[2] Convertino VA. Insight into mechanisms of reduced orthostatic performance after exposure to microgravity: comparison of ground-based and space flight data[J]. Journal of Gravitational Physiology, 1998, 5(1): P85-P88.
[3] Ploutz-Snyder R, Loeppky JA, Greenisen MC, et al. Cardiovascular and muscle deconditioning during 6 months of spaceflight on the International Space Station[J]. Journal of Applied Physiology, 2005, 99(6): 2173-2180.
[4] Taylor LA, Lee AG, Zwart SR. The emerging syndrome of spaceflight-associated neuro-ocular syndrome (SANS)[J]. Current Opinion in Ophthalmology, 2015, 26(6): 493-499.
[5] Jordan J, Limper U, Tank J. Cardiovascular autonomic nervous system responses and orthostatic intolerance in astronauts and their relevance in daily medicine[J]. Neurological Sciences, 2022, 43(5): 3039-3051.
[6] Mani C, Paul TS, Archambault PM, et al. Machine learning workflow for edge computed arrhythmia detection in exploration class missions[J]. NPJ Microgravity, 2024, 10(1): 71.
[7] Yu T, Yang Q, Peng B, et al. Vascularized organoid-on-a-chip: design, imaging, and analysis[J]. Angiogenesis, 2024, 27(1): 147-172.
[8] 中国载人航天工程办公室。中国航天医学发展报告（2023）[R]. 北京：中国宇航出版社，2023.
来源：医学顾事
