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第1篇 绪论 2

第1章　空间环境 2

1.1　地球环境 2

1.1.1　地球环境条件 2

1.1.2　空间环境 3

1.2　月球与火星环境 6

1.2.1 月球 6

1.2.2 火星 6

1.3　与运载器相关的环境条件 7

1.3.1　加速度 7

1.3.2　噪声 7

1.3.3　震动和冲击 7

1.3.4　飞行器内的约束条件 8

第2章　航天医学发展概况 9

2.1　航天医学概念 9

2.1.1 载人航天 9

2.1.2　航天医学 10

2.2　航天医学的发展 12

2.2.1 航天医学发展简史 12

2.2.2　航天环境导致的主要医学问题 12

第3章　空间生物学与航天医学细胞分子生物学 17

3.1 空间生物学与空间细胞生物学 17

3.1.1 空间生物学的概念 18

3.1.2 空间生物学的进程 18

3.1.3 空间细胞生物学发展概况 20

3.2　航天医学细胞分子生物学 21

3.2.1 航天医学细胞学发展简况 22

3.2.2　航天医学细胞分子生物学发展目标 23

第4章　航天医学实验概述 26

4.1　基本概念 26

4.2 目的意义 26

4.3 特点 26

参考文献 28

第2篇　细胞微重力效应第5章　航天免疫细胞分子生物学 32

5.1 免疫系统的细胞分子生物学基础 32

5.1.1 免疫的概念和免疫系统的组成 32

5.1.2 免疫应答 40

5.1.3　神经内分泌免疫网络调节 41

5.2　航天环境中免疫系统功能特点 43

5.2.1 细胞免疫 43

5.2.2　体液免疫 47

5.2.3　潜伏病毒再活化 47

5.2.4　在空间飞行中和飞行后影响免疫参数变化的因素 53

5.3　微重力与免疫细胞信号转导 54

5.3.1 微重力条件下细胞间以及细胞与基质的接触 55

5.3.2　蛋白激酶C 57

5.3.3 免疫细胞与细胞骨架 58

5.3.4　免疫细胞基因表达 58

5.4　免疫功能防护研究 59

5.4.1 药物 59

5.4.2 营养 59

5.4.3 其他 60

思考题 61

参考文献 62

第6章　微重力影响心血管功能的细胞分子生物学基础 68

6.1 心血管系统的细胞分子生物学基础 68

6.1.1 心血管系统的组织学基础 68

6.1.2　心血管系统的细胞学基础 74

6.2　空间环境中心血管系统功能特点 111

6.2.1 微重力与心脏功能 111

6.2.2　微重力与血管功能 112

6.3　微重力与心脏细胞 113

6.3.1 微重力与心肌细胞 113

6.3.2　微重力与心肌成纤维细胞 114

6.3.3　心肌组织工程 116

6.4　微重力与血管 121

6.4.1　血管内皮细胞 121

6.4.2　血管平滑肌细胞 122

思考题 125

参考文献 125

第7章　微重力与呼吸功能 129

7.1 呼吸系统的细胞分子生物学基础 129

7.1.1 肺的组织学基础 129

7.1.2　肺的细胞学基础 130

7.2　航天环境中呼吸功能特点 135

7.2.1 微重力对肺功能的影响 135

7.2.2　微重力对肺循环的影响 136

7.3　微重力与肺细胞 137

7.3.1 肺泡上皮细胞 137

7.3.2　微重力环境下肺发育的基因调节 140

7.4　微重力与肺血管内皮细胞 147

7.4.1 血管内皮细胞的发育 147

7.4.2 血管内皮细胞生长发育的调节 147

7.4.3 内皮细胞中的力学信号转导机制 149

思考题 154

参考文献 155

第8章　失重骨代谢的细胞分子生物学 157

8.1 骨骼系统的细胞分子生物学基础 157

8.1.1 骨骼系统的组织学基础 157

8.1.2　骨骼系统的细胞学基础 164

8.2　航天环境中的骨骼功能特点 177

8.2.1　航天环境下骨骼系统的变化 178

8.2.2　模拟失重环境下骨骼系统的变化 181

8.3　失重骨丢失的细胞分子生物学基础 185

8.3.1 空间骨丢失的细胞学特征 186

8.3.2　骨细胞的功能调节 188

8.4　空间骨丢失对抗措施 204

8.4.1　物理措施 204

8.4.2　饮食与药物 218

思考题 220

参考文献 220

第9章　失重肌萎缩的细胞分子生物学 224

9.1 骨骼肌的细胞分子生物学基础 224

9.1.1　骨骼肌的组织学基础 224

9.1.2　骨骼肌的细胞学基础 236

9.2　失重肌萎缩的变化特点 241

9.2.1 失重条件下肌肉结构的改变 243

9.2.2　肌肉功能的改变 245

9.2.3 失重对肌肉生化功能的影响 246

9.2.4　蛋白质代谢的改变 247

9.2.5 能量代谢的改变 248

9.2.6　激素的改变 248

9.2.7 肌肉Ca2+的改变 249

9.3　失重肌萎缩的细胞分子生物学基础 250

9.3.1 细胞功能变化与基因调控 250

9.3.2 骨骼肌细胞的力学信号感受机制 252

9.3.3　肌肉细胞分化、生长的调控机理 257

9.4　失重肌萎缩的对抗防护 264

9.4.1 物理防护 264

9.4.2 药物防治 266

9.4.3 干细胞在肌萎缩防护中的应用 266

9.4.4　SP细胞在干细胞移植中的应用 271

思考题 272

参考文献 273

第10章　空间神经细胞分子生物学 276

10.1 神经细胞分子生物学基础 276

10.1.1 神经元 277

10.1.2 突触 283

10.1.3　神经胶质细胞 286

10.2　航天环境中神经系统功能特点 289

10.2.1 微重力对前庭、运动功能和植物神经系统的影响 289

10.2.2　微重力对神经—肌肉接头的影响 290

10.2.3 微重力对丘脑—神经垂体的影响 291

10.2.4　微重力对脑认知功能的影响 291

10.3　微重力与神经细胞 298

10.3.1 微重力对神经细胞形态结构的影响 298

10.3.2　微重力与神经元的分泌功能 303

10.3.3　微重力与神经细胞的分化和发育 304

10.3.4　微重力条件下神经细胞的信号传导与基因调控 305

思考题 309

参考文献 310

第11章　微重力与内分泌功能 312

11.1 内分泌系统细胞分子生物学基础 312

11.1.1 甲状腺 313

11.1.2 甲状旁腺 315

11.1.3 肾上腺 316

11.1.4　垂体 321

11.1.5　松果体 326

11.1.6　胰岛 327

11.1.7　胸腺 328

11.1.8　性腺 328

11.1.9 APUD细胞系统 328

11.2　航天环境中的内分泌功能特点 329

11.2.1 空间飞行对交感—肾上腺髓质系统活性的影响 330

11.2.2 空间飞行与下丘脑—垂体—肾上腺皮质功能活性 332

11.2.3 空间飞行对下丘脑—垂体—甲状腺功能的影响 334

11.2.4　空间飞行对性腺功能的影响 335

11.2.5 空间飞行对血浆胰岛素和葡萄糖的影响 337

11.2.6 空间飞行对腺垂体生长激素的影响 339

11.3　微重力与内分泌细胞 340

11.3.1 微重力与甲状腺细胞和甲状旁腺细胞 341

11.3.2　微重力与肾上腺细胞 341

11.3.3　微重力与垂体前叶细胞 341

11.3.4　微重力与胰岛细胞 343

11.3.5　微重力与其他内分泌细胞 344

思考题 345

参考文献 346

第12章　微重力与细胞分化发育 348

12.1 生物体生长发育和细胞分化 349

12.1.1 分化发育概念 349

12.1.2 生物体生长发育和细胞分化 350

12.2　空间微重力环境中的生物发育 354

12.2.1 空间发育生物学概念 354

12.2.2 空间微重力对生物体发育的影响 356

12.2.3　微重力对组织器官发育的影响 363

12.3 空间微重力环境对细胞分化的影响 370

12.3.1 生物体的细胞更新 370

12.3.2 空间疾病与细胞分化 372

12.3.3　微重力对细胞分化的影响 379

思考题 387

参考文献 387

第3篇　空间辐射的细胞分子生物学效应第13章　空间辐射环境概述 392

13.1　俘获带辐射 393

13.2　银河宇宙线 394

13.3　太阳粒子事件 395

思考题 396

参考文献 396

第14章　空间辐射生物学效应分类和影响因素 398

14.1　辐射生物学效应分类 398

14.2　影响辐射生物学效应的因素 400

思考题 401

参考文献 401

第15章　空间辐射的细胞生物学效应 403

15.1 空间辐射的生物学效应特点 403

15.1.1 电子的生物学效应特点 403

15.1.2　质子的生物学效应特点 404

15.1.3 重离子的生物学效应特点 407

15.2　电离辐射生物学基础 412

15.2.1 辐射的直接与间接作用 412

15.2.2 DNA和染色体效应 413

15.2.3 细胞死亡和细胞变异 414

15.2.4 细胞凋亡 415

15.3 电离辐射的生物学效应 415

15.3.1 对生物大分子的作用 415

15.3.2　基因突变 418

15.3.3 染色体异常 419

15.3.4　致癌效应 425

思考题 429

参考文献 429

第4篇　空间医学生物学实验技术与实验装备第16章　航天医学实验方法与原理 432

16.1 航天医学实验发展概况 432

16.2　天基实验 434

16.3　地基实验与实验模型 437

第17章　航天细胞分子生物学实验技术 442

17.1　细胞生物学技术 442

17.2　分子生物学技术 456

17.3　空间细胞分子生物学技术简介 459

思考题 460

第18章 空间细胞分子生物学实验装备 461

18.1　地基研究实验装备 461

18.1.1 常规细胞培养装置 461

18.1.2　地基微重力模拟细胞培养装置 466

18.2　天基研究实验装置 470

18.2.1 空间细胞培养装置的发展 470

18.2.2 在用空间细胞培养装置 471

18.2.3　其他空间生物学研究设备 476

18.2.4 空间医学生物学研究辅助设备 478

18.2.5 小结 481

思考题 481

参考文献 482

本书常用缩略语表 485