宇宙生物学！？

質問

宇宙空間に長期滞在していると筋肉や骨格のカルシウムが溶けだしなまけていってしますのはなぜですか？また、そうなると人間はどうなってしまうのですか？出来るだけ詳しくお願いします。

回答No.2

noname#2748

骨や筋肉は刺激を受けることにより、発達する器官です。スポーツ選手の筋肉や骨格が通常の人より発達しているのはこのためです。骨（骨は約三年ですべて入れ替わると言われています）も筋肉も新陳代謝の対象であることに変わりはなく、常に古くなったものが分解され体内で得練る儀などとして消費されていき、新しいものに置き換わっていきます。この時、骨や筋肉に力が掛かっていないと作る方の作用が弱まって（強くする必要がない）しまうので、骨も筋肉も衰えていきます。骨や筋肉は大きな力が加わるとそれに対抗しようとする性質があるので、繰り返し強い力が加えられるスポーツ選手の筋肉や骨格はとてもよく発達しているのです。ところが宇宙空間などの無重力では自分の体重を支えたり物を持ちあげると言った動作に力が必要ないため、不要となった筋肉や骨格はどんどん消費されていき、新たに作られることはなくなるのです。これは手や足などの筋肉だけではなく内臓を支える筋肉や心臓の筋肉（地球上では重力に逆らって頭など、心臓より高い位置にある器官送っていますが、その必要がない宇宙ではこの機能も衰えます）にも及びます。カルシウム（イオン）は筋肉が動くためには不可欠な物質で、筋肉が動く際には血液中にあるカルシウムイオンが消費されます。血液中のカルシウムイオンを一定に保つためにはカルシウムを貯蔵しておき、そこから必要に応じて取り出して使用する必要があり、その貯蔵庫が骨なのです。従って無重力や運動不足による骨格の脆弱化はそのままでは悪循環を生み出すことになります。宇宙空間（無重力）で長期間（数ヶ月以上）何の対策もせずに暮らしていると地上に戻ったときは多分以下に列記するような酷いことになるでしょう。

1）重力に対して骨格筋や骨格が耐えられず、立っていることができない。また、骨格が極端に弱っていれば骨折につながる。
2）極度の貧血に見舞われ、意識を失う。また血管も筋肉同様弱っている（無重力では血圧が下がる）ので血管の破裂が起こる可能性がある。
3）内臓を構成または支える筋肉が十分機能しないため内臓の働きが不完全になり、正常な生活ができない。

などなど数え上げれば切がありません。そこで、最近では宇宙空間で長期間滞在する際は必ずマシントレーニングがカリキュラムとして組み込まれています。そうしないと地球に帰還する際に掛かるＧに耐えられず怪我や病気になってしまいます。

お礼

詳しい解説ありがとうございました。

回答No.1

asuca

骨は1Gの重力下で運動するために身体を支える組織として重要です。成人は体全体で1,000～1,200gのカルシウムを持ちますがその99%以上はハイドロキシアパタイト(hydroxyapatite)という形で骨にあります。またリンは体内に400～500g存在し約85%は骨にあります。このように骨はカルシウムとリンの貯蔵庫です。しかし一旦重力の刺激が除かれると骨のカルシウムとリンは溶けだし尿や便中に過剰に排泄されます。約10日間の無重力下では平均3.2%の骨成分の喪失がおこるといわれています。尿中へのカルシウム喪失は長期におよぶと尿管結石を生じさせ激痛の原因となり、また骨量の減少は骨折をおこしやすくします。ですからその対策は不可欠です。

参考URL：

http://jem.tksc.nasda.go.jp/med/