（一）不同模式生物

1.1鏈孢霉：在太空中，其無(wú)性分生孢子釋放的晝夜節(jié)律振幅降低，部分培養(yǎng)管甚至無(wú)明顯節(jié)律，自由運(yùn)行周期與地面相當(dāng)，發(fā)射過(guò)程中的溫度變化和超重力可能也是影響因素。

1.2 衣藻：在太空中，其向光游動(dòng)的光積累振幅顯著增加，可能增加運(yùn)動(dòng)細(xì)胞的比例，提高存活率。

1.3 沙漠甲蟲(chóng)：在恒定光照（LL）或光 / 暗周期（LD）和 1g/2g 條件下，表現(xiàn)出不同的運(yùn)動(dòng)模式和晝夜周期，在 LL 下微重力條件下的周期比 1g 重力下短。

1.4 恒河猴：在俄羅斯宇宙系列生物衛(wèi)星任務(wù)中，失重期間腋溫低于地面，夜間差異可達(dá) 0.75°C，踝部皮膚溫度和心率也降低；踝部皮膚溫度和運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的晝夜節(jié)律持續(xù)，但振幅減弱；腋溫和運(yùn)動(dòng)節(jié)律的周期偏離 24 小時(shí)，幼猴的溫度節(jié)律相位延遲，平均心率降低，提示內(nèi)外節(jié)律可能不同步。超重力（如離心模擬）可導(dǎo)致核心體溫顯著急性下降，運(yùn)動(dòng)活動(dòng)（包括平均值和振幅）受到抑制。

北京基爾比生物科技公司研制生產(chǎn)的Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)

備注：地 面 模 擬 系 統(tǒng) 的 必 要 性

由于太空實(shí)驗(yàn)成本高昂且機(jī)會(huì)資源稀缺，地面微重力模擬系統(tǒng)成為重要的替代方案。通過(guò)北京基爾比生物科技公司研制生產(chǎn)的Kilby Gravity 微重力培養(yǎng)系統(tǒng)，科學(xué)家能夠在地球?qū)嶒?yàn)室中復(fù)現(xiàn)微重力效應(yīng)。模擬生物在太空中的生長(zhǎng)狀態(tài)，為研究生物適應(yīng)機(jī)制提供了可控的實(shí)驗(yàn)條件。

（二）模擬微重力對(duì)人類(lèi)生理節(jié)律的影響

• 運(yùn)動(dòng)活動(dòng)與睡眠

• DBR 導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)活動(dòng)減少，主要?dú)w因于身體不活動(dòng)；運(yùn)動(dòng)活動(dòng)節(jié)律的振幅改變，包括周期、相位和振幅的晝夜參數(shù)變化。例如，45 天 HDBR 期間，受試者白天睡眠次數(shù)增多，夜間睡眠時(shí)間延長(zhǎng)，手腕活動(dòng)振幅顯著降低；90 天 - 6°HDBR 期間，運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和手腕溫度的振幅降低。

• 心血管功能

• HDBR 和真實(shí)微重力顯著影響心血管功能，多項(xiàng)心血管功能和其他生理變量（如運(yùn)動(dòng)活動(dòng)、體溫）的晝夜振幅降低。例如，45 天 HDBR 期間，心率振幅在開(kāi)始后顯著降低，期間逐漸增加，結(jié)束后顯著增加甚至高于對(duì)照前；心率節(jié)律的相位在 HDBR 期間提前，結(jié)束后逐漸恢復(fù)，但在結(jié)束后第 4-6 天和 10-12 天顯著滯后。不同臥床研究中也有不一致的發(fā)現(xiàn)，如 17 天 HDBR 期間舒張壓顯著升高，收縮壓無(wú)顯著變化；28 天 HDBR 期間，早晨血壓和心率低于前后時(shí)期，期間無(wú)顯著變化。

• 腎功能

• 人類(lèi)腎功能具有晝夜節(jié)律，調(diào)節(jié)尿量和電解質(zhì)排泄。微重力誘導(dǎo)代謝和激素分泌改變，進(jìn)而影響這些過(guò)程的水平和晝夜節(jié)律。例如，17 天 HDBR 期間，夜間尿醛固酮增加，盡管晝夜水平無(wú)顯著差異；夜間 Na?排泄較白天大幅減少，K?排泄的晝夜節(jié)律無(wú)變化。45 天 - 6°HDBR 期間，志愿者尿鈣和磷的晝夜節(jié)律改變，Ca/P 比在 HDBR 早期降低，結(jié)束后顯著升高，可能反映骨代謝穩(wěn)態(tài)紊亂，提示晝夜節(jié)律時(shí)鐘在太空微重力條件下骨質(zhì)疏松中的潛在影響。

• 激素分泌

• HDBR 期間激素分泌的晝夜節(jié)律發(fā)生改變。例如，17 天 HDBR 期間，夜間尿皮質(zhì)醇排泄減少；生長(zhǎng)激素的節(jié)律在 HDBR 前和期間存在，恢復(fù)后消失；尿 6 - 硫酸褪黑素（褪黑素的主要肝代謝物）在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中持續(xù)存在，相位未改變；夜間去甲腎上腺素尿衍生物水平在 HDBR 期間降低，結(jié)束后無(wú)變化。90 天 - 6°HDBR 期間，傍晚唾液褪黑素水平升高；唾液皮質(zhì)醇在 HDBR 期間無(wú)變化，恢復(fù)后早晨升高。不同 HDBR 實(shí)驗(yàn)中皮質(zhì)醇水平的變化不一致，可能反映了不同實(shí)驗(yàn)中生理和心理狀態(tài)及環(huán)境條件的差異。

• 體溫與相位變化

• HDBR 期間體溫節(jié)律的振幅降低，相位延遲。例如，17 天 HDBR 研究中，體溫節(jié)律振幅降低，相位延遲，受試者夜間入睡潛伏期延長(zhǎng)，主觀睡眠質(zhì)量較差；兩個(gè) 60 天 HDBR 研究中，通過(guò)無(wú)創(chuàng)且經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的雙傳感器熱通量技術(shù)測(cè)量核心體溫（CBT），發(fā)現(xiàn) CBT 振幅降低，相位延遲近 1 小時(shí)，推測(cè)長(zhǎng)期臥床可能削弱晝夜系統(tǒng)對(duì) 24 小時(shí)晝夜的同步化能力。

• 排便與自主神經(jīng)功能

• 45 天 HDBR 期間，排便在 HDBR 期間分別在 12 小時(shí)和 24 小時(shí)呈現(xiàn)雙峰模式，結(jié)束后無(wú)節(jié)律，可能部分由自主神經(jīng)功能和腸道微生物群的改變解釋?zhuān)灾魃窠?jīng)功能也受晝夜節(jié)律控制，提示其功能紊亂可能部分歸因于晝夜節(jié)律失調(diào)。

參考文獻(xiàn)：

北京基爾比生物科技公司主營(yíng)產(chǎn)品：

Kilby 3D-clinostat 旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)儀，

Kilby Gravity 微/超重力三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，

3D回轉(zhuǎn)重力環(huán)境模擬系統(tǒng)，隨機(jī)定位儀，

類(lèi)器官芯片搖擺灌注儀，

Kirkstall 類(lèi)器官串聯(lián)芯片灌流仿生構(gòu)建系統(tǒng)

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