摘要：随着航天员在太空停留的时间逐渐延长，各种航天环境因素对航天员的影响更加显著，紫外线缺乏也成为一个重要因素。研究表明，低剂量(10 mJ/cm²)的紫外线照射对人体是有益的而且是必需的，它可增强机体免疫功能；改善载人航天时周围环境的卫生条件，提高机体的工作能力和航天中不利因素的抵抗力，预防航天员飞行中矿物质丢失，治疗皮肤化脓性疾病和变态反应性疾病；对变态源的脱敏等。所以，对长期航天时的航天员适当进行紫外线照射是十分必要的。

中图分类号：R852.7文献标识码：A文章编号：1002-0837(2000)04-0000-00

Ultraviolet Radiation and Long Term Space Flight

WU Hui-binSU Shuang-ningBA Fu-sen

（Institute of Space Medico-Engineering,Beijing 100094,China）

Abstract: With the prolongation of space flight,influences of various aerospace environmental factors on the astronauts become more and more severe,while ultraviolet radiation is lacking.Some studies indicated that low doses of ultraviolet rays are useful and essential for human body.In space flight,ultraviolet rays can improve the hygienic condition in the space cabin,enhance astronaut's working ability and resistance to unfavorable factors,prevent mineral metabolic disorders,cure purulent skin diseases and deallergize the allergens.So in long-term space flight,moderate amount of ultraviolet rays in the space cabin would be beneficial.

Key words:ultraviolet-rays;space flight;immunity;prevention

随着航天技术的发展，航天员在太空停留的时间逐渐延长，各种航天环境因素对航天员的影响更加显著。载人航天器的座舱采用的是人工光源照明，这种光源缺少紫外线，低剂量的紫外线照射对人体不仅是有益的而且是必需的。航天持续时间的增加，出现了航天员紫外线缺乏的问题。在模拟的“礼炮”号生活舱内，17名被试者停留30～60 d的结果表明，他们出现了紫外线缺乏的初始症状，其表现为毛细血管阻力、皮肤黑变和充血程度下降，对紫外线照射的红斑敏感性阈值降低。目前有种观点：必须在载人航天器上形成人居住的自然环境（即空间站的适居性）^［1，2］，显然这个环境应该包括紫外线。可以预料，为了提高航天员机体抵抗力、工作能力及改善飞船生活环境而采取的措施中紫外线照射应是重要的组成部分之一。

紫外线的生物学作用

紫外线是一种低能量（5 eV）的电磁辐射，根据紫外线物理和生物学作用的不同，可将其分为A段(320～400 nm)、B段(290～320 nm)、C段(180～290 nm)。其生物学作用包括：（1）紫外线能使组织的氧化还原过程增强。它可以使核蛋白、氨基酸、碳水化合物和其它生物成分的分子结构发生改变，提高在需氧（脱氢酶）和厌氧（细胞色素氧化酶）水平细胞呼吸系统参与氧化还原过程酶的活性，使脑、肝、心、肺组织的氧化还原过程增强^［3］。（2）紫外线照射对机体产生的局部（照射部位）及全身的作用可分为光毒反应和光免疫反应。后一反应是指紫外线通过对机体免疫系统的局部与整体发生作用而影响机体的其它生理机能。不同波长及强度的紫外线对白细胞、单核巨噬细胞系统、T及B淋巴细胞系统、造血干细胞系统和某些淋巴因子与免疫活性物质有着不同的影响，因而可以治疗不同的疾病。B段和A段紫外线明显地产生光免疫反应和对骨髓的造血功能有影响。低剂量(10 mJ/cm²)A和B段紫外线可增强免疫功能，而中(10² mJ/cm²)、高剂量(10³ mJ/cm²)却抑制上述免疫功能，但对造血功能影响不大^［4］。（3）大量研究证明，紫外线的全光谱都具有杀菌特性，作用较强的是在C段。C段紫外线主要是杀灭细菌、病毒及动物细胞光毒作用，低剂量可以刺激白细胞、单核吞噬细胞的吞噬功能。（4）紫外线照射还能影响机体的矿质代谢，如刺激机体产生维生素D，预防因维生素D缺乏引起的不良反应^［5］；紫外线照射可使血锌含量逐渐上升，使膜结构稳定，以抗膜的过氧化作用^［6］。

紫外线在航天中的作用

航天因素作用在人体上的主要结果之一是矿物质代谢紊乱（包括Ca）。研究这种紊乱的发生和紫外线照射不足的关系，关键是要阐明：在确定的条件下，紫外线以什么方式矫正矿物质代谢的影响。在这方面的研究（无论是太空飞行还是地面模拟）实际上开展得较少。预防维生素D缺乏是减少骨质脱钙的一种方法。服用维生素D制剂和紫外线照射的资料比较，表明没有足够的固醇类和适量的紫外线照射而单靠药物手段是起不到预防和治疗作用的^［5］。在六个月的太空飞行中，这个问题可能就会变得更加突出。食品由于加工流失等问题食品缺少维生素D，而且航天员长期见不到太阳,为此，俄罗斯在飞行中采用了紫外线发生器照射，其效果和地面一样。在太空飞行期间，机体的整个抵抗力、免疫力下降，对机体自身微生物变态源的敏感性增加；同时，在飞船生活环境中，空气和皮肤的微生物传播增加^［7，8］。航天员在飞行过程中易患感冒、胃肠炎、皮炎、眼结膜炎和寻麻疹等疾病，健康和工作效率受到影响。美国1965～1975年飞行中发生的医学事件主要是小事件（皮肤感染、睑腺炎、手指伤）。前苏联航天员弗拉基米尔·季托夫和穆萨·马拉洛夫在“和平”号空间站上飞行一年，出现抗病毒能力减弱，辅助T细胞活性降低、白细胞介素－2及内源性α、γ干扰素合成下降等症状^［9］。随着太空飞行时间的延长，载人航天器座舱内微生物的数量不断增加，而紫外线的全光谱都具有杀菌特性，作用强的是C波段紫外线，但它对人不利；为了减少细菌的数量改善环境卫生及提高机体免疫力，显然可以利用A、B波段的紫外线。在地面应用紫外线治疗航天中多发的过敏、皮肤病、呼吸道感染等疾病及提高机体免疫力已经取得一定的进展：俄罗斯曾利用紫外线对抗季节性紫外线缺乏，结果受紫外线照射组与对照组比较体力增加28.2%，智力水平增加21.1%^［10］；赵秀彩^［11］应用紫外线照射双足心治疗普通感冒100例治愈率100％；魏立槐^［12］应用紫外线穴位照射治疗呼吸道疾病也取得了很好的效果；紫外线局部照射可抑制人体全身性迟发型变态反应和接触性超敏反应^［13］；剂量为135 mJ/cm²的C段紫外线照射可促进B细胞分泌抗体且此作用具有相对特异性，作用于免疫诱导期^［14］。对于航天员生活舱紫外线照射的最优光谱目前还不十分清楚。俄罗斯国家预防医学委员会建议利用中波紫外线，但是作者对中波紫外线照射，特别是在过量情况下对机体的不利影响表示担心，所以作者建议利用长波紫外线。除了紫外线光谱的组成外，还必须解决照射剂量、照射制度、照射周期和长期性的问题。

长期航天中如何应用紫外线

为了在长期航天中提高航天员抵抗力、免疫力及改善周围环境，在利用紫外线方面必须进行专门的研究。短波紫外线有致突变性，在紫外线作用下微生物体的变异性和生态因子的意义需要专门的研究；在飞船内部有好多聚合物和化合物，紫外线对于这些物质是活性因素，它可以改变其结构并产生有害物质。因此紫外线的这种影响也需要专门研究；人的皮肤对紫外线的感受性改变受周围环境温度、湿度和空气流动等因素影响，如何确定合适的照射剂量、照射强度等还需要专门研究。

在航天中可以通过专门透过紫外线的舷窗来利用太阳光的照射或在舱内采用人工紫外线灯的方法来解决对生活舱补充紫外线的问题。利用舷窗接受紫外线照射存在一定的复杂性：照射剂量很难与飞船方向改变后舷窗对于太阳的相对位置联系起来；这种方法需要专门建立生物剂量记录，同时机体在失重状态下要长期保持与舷窗方向、距离的固定；以及在繁忙的太空飞行中安排专门的时间这些都非常困难，人工紫外线灯的照射是可行的，它的优越性在于：稳定的强度和功率，能够布置在生活舱的任何位置，容许航天员在完成各种工作期间进行照射。

目前，在太空飞行中应用紫外线照射需要解决以下几个问题：（1）研究紫外线在长期飞行中对机体的生物学作用；（2）研究太空飞行中各种因素对紫外线生物效应的影响；（3）确定在长期太空飞行中照射航天员的最优紫外线光谱、照射强度等；（4）实验论证在长期飞行中紫外线照射航天员的方法（照射制度、长时间一次照射、短时间反复照射等）。

结论

在太空飞行过程中有些生理变化会自动稳定下来，而有些则持续于飞行的全过程。例如：心血管失调在飞行的第4周到第6周一般就稳定下来，但骨骼脱矿质则持续到飞行结束。前苏联航天员弗拉基米尔·季托夫通过在“和平”号空间站生活8个月的体验认为，没有必要让航天员本身去适应失重，在长期航天中，只要让他们进行一些体育活动便可以耐受失重对人体的影响。由此可见，在长期太空飞行中创造一个良好的适居环境尤为重要。紫外线可以改善周围环境的卫生条件，提高机体的工作能力和对太空飞行中不利因素的抵抗力，预防航天员太空飞行中矿物质代谢的紊乱，治疗皮肤化脓性疾病和变态反应性疾病，起到对变态源的脱敏等作用。