[论文解读] Space nutrition: the key role of nutrition in human space flight

Catalano Enrico|arXiv (Cornell University)|Oct 2, 2016

Spaceflight effects on biology参考文献 41被引用 11

一句话总结

本文综述了营养在支持太空飞行期间人类健康方面所起的关键作用，强调其在微重力和环境应激因素下对内分泌、免疫和肌肉骨骼系统的影响。本文整合了五十年的研究成果，确立了宇航员当前的营养需求，并强调了精确量化营养素对长期任务成功的重要性。

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

研究动机与目标

• 分析营养在太空飞行期间对生理系统多方面的影响。
• 研究辐射、微重力和大气条件改变等环境因素如何影响营养需求。
• 将营养科学与其他生命科学（包括免疫学、神经感觉和心血管生理学）相结合。
• 评估在隔离和封闭环境中进餐时间的身心社会因素对维持乘组士气和任务效率的影响。
• 识别太空营养研究在地球健康和疾病预防中的转化应用。

提出的方法

• 系统性回顾过去六十年人类太空飞行中的营养研究。
• 分析在微重力和极端环境条件下营养素的需求。
• 整合血液学、免疫学和肌肉骨骼生理学的数据，以评估营养的影响。
• 评估在隔离和封闭环境中与进餐时间相关的身心社会因素。
• 利用长期任务的累积数据，以完善当前的营养指南。
• 应用定量生物学模型，预测长期太空任务中的营养需求。

实验结果

研究问题

• RQ1 微重力如何改变人体的营养需求？
• RQ2 在太空中，进餐习惯对生理和心理有何影响？
• RQ3 辐射和大气压力改变等环境应激因素如何影响营养素代谢？
• RQ4 太空营养研究在哪些方面可为地球临床和公共卫生应用提供启示？
• RQ5 为确保长期太空任务中的健康，必须精确量化哪些特定营养素需求？

主要发现

• 营养在维持太空飞行期间的内分泌、免疫和肌肉骨骼健康方面起着至关重要的作用。
• 辐射和微重力等环境条件显著改变营养素的利用方式和需求量。
• 进餐时间的身心社会因素有助于提升乘组士气和任务效率。
• 长期任务要求对营养摄入进行精确量化，以防止生理功能衰退。
• 太空营养研究可直接应用于理解并治疗与衰老、缺乏活动和免疫功能障碍相关的地球疾病。
• 五十年的累积研究已确立了当前宇航员的营养标准，但深空探索仍需进一步完善。