出品：科普中國
制作：健康生活管理師
監制：中國科學院計算機網絡信息中心
你還記得航天員王亞平、聶海勝、張曉光在“天宮一號”上過的一堂奇妙生動的太空課嗎？航天員們輕松自如，面帶笑容地為我們展示了有趣的“天宮”生活，他們在太空環境下，好像沒有一點不適應。
這是怎么回事？不是說人體有太空反應嗎？
別急，告訴你一個秘密：這與航天員們天天堅持“天宮”健身是密不可分的。
太空失重對人體的影響
我們知道，生活在地球上，人的肌肉和骨骼總是要不停地對抗重力，支撐自己的身體。然而，在太空中，由于沒有了重力的作用，人體并不需要這些對抗重力的支撐工作，但如果長時間處于這種無重力的環境，那對血液循環、骨骼、肌肉等都會產生不利影響，例如失重會導致血液過多流向上身，還會肌肉萎縮、骨質丟失等。
血液過多流向上身
在地球上，血液循環要對抗重力，所以流向上身的血液，需要心血管系統“分配”更大的力來把血液泵壓上去。由于失重，流向上身的血液不需要更大的力量，但實際上人體的心血管系統還是按照原來比例來分配力量，所以血液就過多流向上身，尤其是腦部。
其實不僅僅是血液，失重時人體的各種體液都會出現這樣的問題。這會破壞人體內環境的穩定，導致頭部發脹、鼻腔堵塞、眼壓增大，味覺和嗅覺可能發生改變，甚至出現頭痛、惡心嘔吐、心率異常、血壓改變等。
肌肉會萎縮
當人體進入失重環境后，肌肉會開始萎縮，尤其是對行走、負重和地面站立起支撐作用的肌肉，例如腿部肌肉，萎縮更甚。具體表現在肌肉纖維尺寸減小、質量減少。
據科學統計，短期飛行課導致肌肉質量丟失10%～20%；如不采取積極健身的對抗措施，在長期飛行中肌肉可能丟失50%！
而另一方面，肌肉通過肌纖維的收縮活動產生力量。在失重環境下，人體的肌肉，包括軀干、膝蓋和肩部等部位的肌肉，力量會明顯減弱，因為這些肌肉不需要克服重力來做功，幾天不用，就出現“不用則廢”的現象了。
骨質會丟失
通常，骨骼形成、生長和發育依賴于成骨細胞和破骨細胞的動態平衡。成骨細胞可以感受包括重力在內的各種機械應力的刺激，并不斷進行相應的變化。在失重的情況下，肌肉張力降低，骨骼的負荷降低，促使成骨細胞活動的刺激沒有了，而破骨細胞的活動還在繼續，因此，破骨與成骨的平衡被破壞了。骨骼被破壞的多，重建的少，導致骨質流失，使骨骼變得脆弱。
于是，為了減輕或避免這種因失重帶來的對身體的不利影響，航天員除了科學合理地補充營養物質外，在太空健身就很必要。
在地球和在太空運動的異同
多地面上的健身項目，在太空艙狹小的空間和失去重力作用的環境下，是無法開展的。
在太空中，無重力影響，任何人都可以“力大無窮”或“不堪一擊”。因此，有些鍛煉項目就無法開展。
例如：舉重對宇航員來說是輕而易舉的，但達不到鍛煉效果；如果使用鍛煉心肺功能的普通跑步機，航天員雙腳和跑臺之間的摩擦力微乎其微，他只要在跑臺上輕輕蹬一下腿，身體就飛起來了。
所以，太空健身要有特殊的器材。研究人員利用彈簧的彈力原理等制造了健身器材，例如拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉、太空自行車用于鍛煉下肢肌肉、太空特殊跑步機用于鍛煉心肺功能等等。
隨著太空科研的進展，一些新的健身器材問世。如用骨丟失對抗儀敲打、刺激骨骼，可以減慢骨丟失速度；用下體負壓筒，對下半身施加負壓，可以促使血液向下半身流動，改變失重環境中血液朝頭部轉移。為了保證精力充沛地在“天宮”中工作，航天員每天要使用這些健身設備堅持鍛煉1~2小時。
