[논문 리뷰] Space nutrition: the key role of nutrition in human space flight

Catalano Enrico|arXiv (Cornell University)|2016. 10. 02.

Spaceflight effects on biology참고 문헌 41인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 중력이 없는 환경과 환경적 스트레스 요인 속에서 인간의 건강 유지를 위한 영양의 핵심적인 역할을 검토하며, 내분비계, 면역계, 운동계에 미치는 영향을 강조한다. 50년에 걸친 연구를 종합하여 우주비행사들의 현재 영양 요구량을 설정하고, 장기 비행 임무 성공을 위해 정밀한 영양소 측정의 필요성을 제기한다.

ABSTRACT

From the basic impact of nutrient intake on health maintenance to the psychosocial benefits of mealtime, great advancements in nutritional sciences for support of human space travel have occurred over the past 60 years. Nutrition in space has many areas of impact, including provision of required nutrients and maintenance of endocrine, immune, and musculoskeletal systems. It is affected by environmental conditions such as radiation, temperature, and atmospheric pressures, and these are reviewed. Nutrition with respect to space flight is closely interconnected with other life sciences research disciplines including the study of hematology, immunology, as well as neurosensory, cardiovascular, gastrointestinal, circadian rhythms, and musculoskeletal physiology. Psychosocial aspects of nutrition are also important for more productive missions and crew morale. Research conducted to determine the impact of spaceflight on human physiology and subsequent nutritional requirements will also have direct and indirect applications in Earth-based nutrition research. Cumulative nutritional research over the past five decades has resulted in the current nutritional requirements for astronauts. Realization of the full role of nutrition during spaceflight is critical for the success of extended-duration missions. Long-duration missions will require quantitation of nutrient requirements for maintenance of health and protection against the effects of microgravity. Keywords: Space nutrition, space flight, effects of microgravity, astronauts, space food

연구 동기 및 목표

• 우주비행 중 신체계에 미치는 영양의 다면적 영향을 분석하기 위해.
• 방사선, 무중력, 변형된 대기 조건과 같은 환경적 요인이 영양 요구량에 미치는 영향를 검토하기 위해.
• 면역학, 신경감각 및 순환계 생리학을 포함한 다른 생명과학 분야와 영양과학을 통합하기 위해.
• 고립되고 제한된 환경에서 식사 시간의 심리사회적 요소가 승무원의 사기를 유지하고 임무 생산성에 기여하는 방식을 평가하기 위해.
• 지구 기반 건강 및 질병 예방에 응용 가능한 우주 영양 연구의 이행 가능성을 규명하기 위해.

제안 방법

• 우주비행에서의 인간 영양 연구에 대한 60년에 걸친 체계적 검토.
• 무중력 및 극한 환경 조건에서의 영양소 요구량 분석.
• 혈액학, 면역학 및 운동계 생리학 데이터를 통합하여 영양의 영향 평가.
• 고립되고 제한된 환경에서 식사 시간과 관련된 심리사회적 요인 평가.
• 장기 비행 임무의 누적 데이터를 활용하여 현재 영양 지침을 보완하기 위해.
• 정량 생물학 모델을 적용하여 장기 우주비행의 영양 요구량 예측하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 무중력은 인간 신체의 영양 요구량을 어떻게 변화시키는가?
• RQ2 우주에서 식사 루틴은 신체적·정서적 측면에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 방사선 및 변형된 대기압과 같은 환경 스트레스 요인이 영양소 대사에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 우주 영양 연구는 지구 기반 임상 및 공중보건 응용에 어떤 방식으로 기여할 수 있는가?
• RQ5 장기 우주비행 동안 건강을 확보하기 위해 반드시 정량화되어야 할 특정 영양소 요구량은 무엇인가?

주요 결과

• 영양은 우주비행 중 내분비계, 면역계 및 운동계 건강 유지에 필수적이다.
• 방사선 및 무중력과 같은 환경 조건은 영양소 활용도와 요구량에 중대한 영향을 미친다.
• 식사 시간의 심리사회적 요소는 승무원의 사기를 높이고 임무 생산성을 향상시킨다.
• 장기 비행 임무는 신체 기능 저하를 방지하기 위해 영양 섭취량을 정밀하게 측정할 필요가 있다.
• 우주 영양 연구는 노화, 운동 부족 및 면역 기능 이상과 관련된 지구 기반 질환의 이해와 치료에 직접적인 응용 가능성이 있다.
• 50년에 걸친 누적 연구는 현재 우주비행사의 영양 기준을 확립했지만, 행성 간 탐사에 대비한 추가 보완이 필요하다.