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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C57

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