Влияние космического полета на организм человека. Основные космические факторы биологического воздействия

На динамическом участке полета, т. е. на старте и при приземлении космического корабля, человек подвергается действию перегрузок, вибрации, пума, высокой температуры. В орбитальном полете необычным состоянием являются невесомость и гипокинезия.

В аварийной ситуации возможна разгерметизация корабля (декомпрессия), нарушение обеспечения кислородом, облучение. Увеличение длительности полетов, необходимость выхода за пределы корабля для работы вне его и многие другие задачи космических исследований связаны с различными вредностями.

Перегрузка - сила, действующая на организм во время движения с ускорением. Ведущим в механизме действия перегрузок является смещение органов и жидких сред в направлении, обратном движению. В космических полетах тело космонавта ориентировано по отношению к движению таким образом, чтобы действие перегрузок не совпадало с продольной осью тела, а было бы направлено поперечно. Поперечные перегрузки легче переносятся, чем продольные. Патологические изменений касаются главным образом легких и заключаются в нарушении внешнего дыхания, легочного кровообращения и газообмена.

Не менее важным является смещение внутренних органов, раздражение интерорецепторов и чрезмерная афферентная импульсация. Степень описанных изменений зависит от величины перегрузки, времени действия, тренированности космонавта.

Что касается невесомости, то в настоящее время накоплен достаточный опыт длительных космических полетов, доказавший возможность надежного приспособления человека к этому состоянию.

Адаптация к невесомости заключается в активной перестройке ряда систем на новый уровень функционирования. Значительные изменения отмечаются в системе кровообращения. В результате выпадения гидростатического компонента артериального давления происходит перераспределение крови с увеличением кровенаполнения сосудов верхней половины туловища. Раздражение волюморецепторов, торможение выделения вазопрессина и альдостерона приводит к перестройке водно-электролитного обмена (усиленному выделению натрия и воды через почки). Объем циркулирующей крови уменьшается, нагрузка на сердце снижается. Такая перестройка кровообращения оценивается как разгрузочная. Ей способствует снижение энергозатрат в организме, так как исключаются мышечные усилия на преодоление силы земного притяжения.

В невесомости наблюдается усиленное выделение из организма не только натрия, но и калия, хлора, железа. Отрицательный азотистый баланс и потеря воды объясняют снижение массы тела, которое обычно наблюдается у космонавтов".

Большого внимания заслуживают изменения в опорно-двигательном аппарате. Выводятся кальций и фосфор, изменяется структура костей, возникает остеопороз. Отмечается уменьшение массы скелетной мышечной ткани, снижается сила сокращений, появляются признаки атрофии. Изменения в мышцах и костях большинство исследователей рассматривают как результат гипокинезии, снижения гравитационной нагрузки на опорнодвигательный аппарат, снижения механической компрессии костей. Для профилактики рекомендуют физические упражнения, электростимуляцию мышц и вибромассаж.

В патогенезе изменений, наблюдаемых в мышечной и костной тканях, имеет значение нарушение нервной трофики. Адекватная афферентация является необходимым звеном трофического рефлекса, а в невесомости опорно-двигательный аппарат находится в состоянии функциональной деафферентации. Возникающие при этом изменения в мышцах являются, по-видимому, не только атрофией от бездействия, но и нейрогенной дистрофией, а профилактические мероприятия имеют целью не только поддержание и имитацию локомоторной функции, но и поддержание афферентного звена трофического рефлекса.

Оценивая влияние невесомости на организм, следует отметить, что новый уровень функционирования системы кровообращения и опорнодвигательного аппарата, а также энергетического и водно-электролитного обмена для условий невесомости, по-видимому, более адекватен, но для условий земной жизни, к которой космонавту предстоит вернуться, неблагоприятен. При возвращении на Землю отмечается снижение функциональных возможностей систем, противодействующих силе тяжести.

В условиях полета патогенные факторы обычно действуют не изолированно, а в различной комбинации и последовательности. При этом надо учитывать, что результирующий эффект может быть отличным от ожидаемого. В частности, показано, что при перегрузках изменяется реактивность организма, и на этом фоне - течение других патологических процессов (гипоксии, перегревания, интоксикации, охлаждения). Известно также, что организм, перенесший перегрузки, иначе реагирует на лекарственные препараты, вводимые с лечебной целью (Симеонова Н. К.). Длительное пребывание в состоянии невесомости тоже резко изменяет реактивность организма и создает неблагоприятный фон для действия других патогенных факторов полета.

х определяются процессами перестройки механизмов нервной и гормональной регуляции вегетативных и двигательных функций, другие зависят от степени структурных изменений (например, мышечной и костной ткани), детренированности сердечно-сосудистой системы и обменных сдвигов. Разработка и внедрение системы мероприятий по профилактике этих расстройств являются одной из важных задач медицинского обеспечения длительных космических полетов.

В принципе возможны два способа профилактики влияния невесомости. Первый состоит в том, чтобы предотвратить адат ацию организма к невесомости, создавая на КА искусственную силу тяжести, эквивалентную земной; это наиболее радикальны.!, но сложный и дорогостоящий способ, причем исключающий прецизионные наблюдения за внешним пространством и возможности экспериментов в условиях невесомости. Второй способ допускает частичную адаптацию организма к невесомости, но вместе с тем предусматривает и принятие мер по профилактике или уменьшению неблагоприятных последствий адаптации. Профилактическое действие защитных средств рассчитано в первую очередь на поддержание достаточного уровня физической работоспособности, двигательной координации и ортоетатической устойчивости (переносимости перегрузок и вертикальной позы), поскольку по современным данным изменения этих функций, возникающие в реадаптационный период, представляются наиболее критическими.

Восполнение дефицита весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат в условиях невесомости относится к числу весьма перспективных направлений в разработке профилактических мероприятий и обеспечивается за счет физической тренировки с использованием пружинных или резиновых эспандеров, велоэргометров, тренажеров типа бегущей дорожки и нагрузочных костюмов, создающих статическую нагрузку на тело и отдельные мышечные группы за счет резиновых тяг.

В системе профилактики сдвигов, преимущественно обусловленных отсутствием весовой нагрузки на опорно-двигательный аппарат, могут найти применение и другие методы воздействия, в частности, электростимуляция мышц, применение гормональных препаратов, нормализующих белковый и кальциевый обмен, а также различные способы повышения устойчивости организма к инфекциям.

В общей системе защитных мероприятий должна быть учтена также возможность повышения неспецифической сопротивляемости организма за счет снижения неблагоприятного воздействия стресс-факторов космического полета (снижение уровня шумов, оптимизация температуры, создание надлежащих гигиенических и бытовых удобств), обеспечения достаточного водопотребления, полноценного и хорошо сбалансированного питания с повышенной витаминной насыщенностью, обеспечения условий для отдыха, сна и т. д. Увеличение внутреннего объема космических кораблей и создание на них улучшенных бытовых удобств заметно способствуют смягчению неблагоприятных реакций на невесомость.

Следует отметить, что в системе мероприятий по профилактике неблагоприятного влияния на организм человека длительной невесомости самостоятельное значение принадлежит предполетному отбору и тренировке, а также восстановительной терапии, используемой в послеполетном периоде.

Список используемой литературы

1. Космические аппараты \\Под общей редакцией проф. К.П. Феоктистова - Москва: Военное издательство, 1983 - с.319

К факторам, оказывающим наиболее су­щественное влияние на состояние организма че­ловека в космических полетах, относятся: 1) ускорения и вызываемые ими перегрузки на активных участках полета (при взлете косми­ческого корабля и во время спуска); 2) невесо­мость; 3) стрессорные воздействия, в частности эмоциональные.

Кроме того, на состояние космонавтов оказы­вают влияние изменения ритма суточной перио­дики, в различной степени выраженная сенсор­ная изоляция, замкнутая среда обитания с осо­бенностями микроклимата, периодически неко­торая запыленность искусственной атмосферы космического корабля, шум, вибрация и т.д. Воздействие ионизирующей радиации учитыва­ется при обеспечении космических кораблей радиационной защитой, при планировании вы­ходов человека в открытый космос.

Ускорения, перегрузки. Ускорения выра­жены в начале полета при взлете космического корабля и в конце полета при спуске корабля с орбиты (вхождение в плотные слои атмосферы и приземление).

Ускорение - векторная величина, харак­теризующая быстроту изменений скорости дви­жения или направления движения. Величина ускорения выражается в метрах в секунду в квад­рате (м/с 2). При движении с ускорением в про­тивоположном направлении действует сила инер­ции. Для ее обозначения применяется термин «перегрузка». Величины перегрузок, как и ве­личины ускорений, выражаются в относитель­ных единицах, обозначающих во сколько раз при данном ускорении возрастает вес тела по срав­нению с весом в условиях обычной земной гра­витации (в условиях статического покоя или равномерного прямолинейного движения). Вели­чины ускорений и перегрузок обозначают бук­вой G - начальная буква слова «гравитация» (при­тяжение, тяготение). Величина земной гравита­ции принимается за относительную единицу. При

свободном падении тела в безвоздушном про­странстве она вызывает ускорение 9,8 м/с 2 . При этом в условиях земного притяжения сила, с которой тело давит на опору и испытывает про­тиводействие со стороны ее, обозначается как вес. В авиационной и космической медицине пе­регрузки различают по ряду показателей, в том числе по величине и длительности (длительные

Более 1 с, ударные - менее 1 с), скорости и характеру нарастания (равномерные, пикообраз-ные и т. д.). По соотношению вектора перегруз­ки к продольной оси тела человека различают продольные положительные (в направлении от головы к ногам), продольные отрицательные (от ног к голове), поперечные положительные (грудь

- спина), поперечные отрицательные (спина -грудь), боковые положительные (справа налево) и боковые отрицательные (слева направо).

Значительные по величине перегрузки обус­ловливают перераспределение массы крови в сосудистом русле, нарушение оттока лимфы, смещение органов и мягких тканей, что в пер­вую очередь отражается на кровообращении, дыхании, состоянии центральной нервной сис­темы. Перемещение значительной массы крови сопровождается переполнением сосудов одних ре­гионов организма и обескровливанием других. Соответственно изменяются возврат крови к сер­дцу и величина сердечного выброса, реализуют­ся рефлексы с барорецепторных зон, принимаю­щих участие в регуляции работы сердца и тону­са сосудов. Здоровый человек наиболее легко переносит поперечные положительные перегруз­ки (в направлении грудь-спина). Большинство здоровых лиц свободно переносят в течение од­ной минуты равномерные перегрузки в этом на­правлении величиной до 6-8 единиц. При крат­ковременных пиковых перегрузках их перено­симость значительно возрастает.

При поперечных перегрузках, превышающих предел индивидуальной переносимости, наруша­ется функция внешнего дыхания, изменяется кровообращение в сосудах легких, резко учаща­ются сокращения сердца. При возрастании ве­личины поперечных перегрузок возможно меха­ническое сжатие отдельных участков легких, нарушение кровообращения в малом круге, сни­жение оксигенации крови. При этом в связи с углублением гипоксии учащение сокращений сердца сменяется замедлением.

Более тяжело по сравнению с поперечными

Часть I. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

переносятся продольные перегрузки. При поло­жительных продольных перегрузках (в направ­лении от головы к ногам) затрудняется возврат крови к сердцу, уменьшается кровенаполнение полостей сердца и, соответственно, сердечный выброс, снижается кровенаполнение сосудов кра­ниальных отделов тела и головного мозга. На снижение артериального давления в сонных ар­териях реагирует рецепторный аппарат синока-ротидных зон. В результате возникает тахикар­дия, в ряде случаев появляются нарушения рит­ма сердца. При превышении предела индивиду­альной устойчивости наблюдаются выраженные аритмии сердца, нарушения зрения в виде пеле­ны, нарушения дыхания, появляются боли в эпигастральной области. Переносимость продоль­ных положительных перегрузок в большинстве случаев находится в пределах 4-5 единиц. Одна­ко уже при перегрузке в 3 единицы в некоторых случаях возникают выраженные аритмии серд­ца.

Еще более тяжело переносятся продольные отрицательные перегрузки (в направлении ноги - голова). В этих случаях происходит пере­полнение кровью сосудов головы. Повышение ар­териального давления в области рефлексогенных зон сонных артерий вызывает рефлекторное за­медление сокращений сердца. При этом виде перегрузок аритмии сердца в некоторых случа­ях отмечены уже при ускорениях величиной 2 единицы, а продолжительная асистолия- при ус­корении величиной 3 единицы. При превыше­нии пределов индивидуальной устойчивости воз­никают, головная боль, расстройства зрения в виде пелены перед глазами, аритмии сердца, на­рушается дыхание, возникает предобморочное со­стояние, а затем происходит потеря сознания.

Переносимость перегрузок зависит от многих условий, включая величину, направление и дли­тельность ускорений, характер их нарастания, положение тела человека и его фиксацию, тре­нированность, индивидуальную реактивность и т. д. Условия полетов современных космических кораблей, оптимальное положение космонавта по отношению к вектору ускорений позволяют из­бегать неблагоприятных влияний перегрузок, однако их воздействие возрастает в аварийных ситуациях и при так называемых внештатных условиях посадки.

Невесомость. Исследование влияния неве­сомости на организм человека - одно из наибо-

лее интенсивно развивающихся за последние два десятилетия направлений современной гравита­ционной биологии (науки о влиянии земного притяжения на развитие жизни, формирование структур и функций организма, влиянии изме­ненной гравитации на течение адаптационных процессов в норме и в экстремальных услови­ях).

Состояние невесомости возникает в опре­деленных условиях. Согласно закону всемирного тяготения Ньютона любые две материальные частицы притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстоя­ния между ними:

т 1 т г
F = G -------------- .

Основоположник современной науки о кос­мических полетах К. Э. Циолковский определял невесомость как состояние, в котором силы зем­ного притяжения «совсем не действуют на на­блюдаемые тела или действуют на них весьма слабо...». Состояние невесомости может возник­нуть в различных ситуациях, в частности, когда в космическом пространстве в связи с большой удаленностью от Земли тело практически не ис­пытывает земного притяжения или когда сила земного притяжения уравновешивается притя­жением других небесных тел (статическая неве­сомость). В других случаях невесомость возни­кает в условиях, когда действие силы земного притяжения (снижение в связи с удаленностью от Земли) уравновешивается противоположно направленными центробежными силами (дина­мическая невесомость).

В орбитальном космическом полете тела дви­жутся в основном под влиянием инерционной силы (за исключением непродолжительных пе­риодов времени работы реактивных двигателей для коррекции траектории полета). В орбиталь­ном полете инерционная сила уравновешивает­ся силой притяжения Земли. Это определяет со­стояние невесомости космического корабля и всех движущихся с ним объектов. Невесомость обозначают также как состояние «нулевой гра­витации». В невесомости организм, освободив­шись от действия гравитации, должен приспо­собиться к новым необычным условиям, что оп­ределяет сложный многозвеньевой адаптацион-

ный процесс. В связи с нулевой гравитацией в невесомости сразу исчезает механическое напря­жение и сдавливание структур тела в той мере, в которой это было обусловлено его весом, и соответственно изменяется нагрузка на опорно-двигательный аппарат: исчезает вес крови и, следовательно, гидростатическое давление жид­кости в кровеносных сосудах; возникают усло­вия для существенного перераспределения кро­ви в сосудистом русле и жидкости в организме; исчезает ощущение опоры; меняются условия функционирования реагирующих на направле­ние силы тяжести анализаторных систем; про­исходит рассогласование деятельности различ­ных отделов вестибулярного анализатора. Эти­ми изменениями определяются многие взаимо­связанные отклонения в состоянии функциональ­ных систем, сопровождающиеся развитием адап­тационных процессов, которые протекают на различных уровнях целостного организма со сменой причинно-следственных отношений.

Изменения кровообращения в невесомости обусловлены несколькими факторами. В усло­виях земной гравитации транспорт жидкости через стенки капилляров согласно уравнению Стерлинга определяется соотношениями гидро­статического и коллоидно-осмотического давле­ния в капиллярах и окружающих их тканях. При этом во многих регионах организма, по мере того как гидростатическое давление снижается по направлению от артериального конца капил­ляра к венозному, фильтрация жидкости из со­судов в ткани сменяется ее реабсорбцией из тка­ней в сосуды. Соответственно изменяются филь-трационно-реабсорбционные соотношения на микроциркуляторном уровне. Это проявляется в возрастании абсорбции жидкости на уровне капилляров и венул и является одним из факто­ров, вызывающих в начале полета возрастание объема циркулирующей крови и обезвоживание тканей определенных регионов организма (пре­имущественно ног). Высота столба жидкости перестает оказывать влияние на давление и в мелких и в крупных кровеносных сосудах. В условиях невесомости оно зависит от нагнета­тельной и присасывающей функций сердца, уп-руговязких свойств стенок сосудов и давления окружающих тканей.

В невесомости различия венозного давления в сосудах предплечий и голеней сглаживаются. Предположение о повышении центрального ве­нозного давления в полетах не подтвердилось.

Более того, оказалось, что в условиях невесомо­сти оно снижается. Исчезновение веса крови об­легчает ее движение из вен нижней половины тела к сердцу. Наоборот, отток крови из вен голо­вы, ранее в наземных условиях облегчавшийся действием гравитации, в условиях невесомости оказывается существенно затрудненным. Это вызывает увеличение объема крови в сосудах головы, отечность мягких тканей лица, а также ощущение распирания головы, в некоторых слу­чаях головную боль в первые дни полета (так называемый период острой адаптации). В ответ на эти нарушения возникают рефлексы, изме­няющие тонус сосудов головного мозга.

Перераспределение крови в сосудистом рус­ле, изменение венозного возврата, исчезновение такого существенного фактора, как гидростати­ческое давление, снижение общих энергозатрат организма - все это влияет на работу сердца. В условиях невесомости изменяется соотношение нагрузки на левые и правые отделы сердца. Это находит отражение в ряде объективных показа­телей изменений фазовой структуры сердечного цикла, биоэлектрической активности миокарда, диастолическом кровенаполнении полостей сер­дца, а также в переносимости функциональных проб. В связи с перераспределением крови в со­судистом русле центр тяжести тела смещается в краниальном направлении. В раннем периоде пребывания в невесомости существенное пе­рераспределение крови в сосудистом русле и из­менение кровенаполнения полостей сердца вос­принимаются афферентными системами организ­ма как информация об увеличении объема цир­кулирующей крови и вызывают рефлексы, на­правленные на сброс жидкости.

Изменения водно-электролитного обмена в раннем периоде пребывания в невесомости объяс­няются преимущественно уменьшением секре­ции АДГ и ренина, а затем и альдостерона, а также увеличением почечного кровотока, возра­станием клубочковой фильтрации и снижением канальцевой реабсорбции.

В опытах на животных отмечено, что в усло­виях, моделирующих невесомость, уменьшают­ся величина так называемой тощей безжировой массы тела и содержание воды в организме, в мышцах возрастает содержание натрия и умень­шается содержание калия, что, возможно, явля­ется следствием изменений микроциркуляции.

В невесомости исчезает нагрузка на поз­воночник, прекращается давление на межпоз-

Часть I. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

воночные хрящи, становятся ненужными ста­тические усилия антигравитационных мышц, противодействующие силам земного притяжения и позволяющие на Земле удерживать положе­ние тела в пространстве, снижается общий то­нус скелетной мускулатуры, уменьшаются уси­лия на перемещение как собственного тела, так и утративших вес предметов, изменяется коор­динация движений, характер многих стереотип­ных в наземных условиях двигательных актов. Космонавт успешно адаптируется к новым усло­виям мышечной деятельности в невесомости. У него формируются новые двигательные навыки. Во время космических полетов осуществляются тщательно разработанные профилактические тренировки с использованием велоэргометров, упражнений на бегущей дорожке и т. д. В отсут­ствие этих профилактических мероприятий дли­тельное пребывание в невесомости может выз­вать изменения структуры и функции костно-мышечной системы.

Как известно, костная ткань отличается вы­сокой пластичностью и чувствительностью к ре-руляторным влияниям и изменениям нагрузок. Одним из факторов, влияющих на структуру костей, является механическая нагрузка. При сжатии и напряжении кости в ее структуре воз­никает отрицательный электрический потенци­ал, стимулирующий процесс костеобразования. При снижении нагрузки на кости генез возни­кающих нарушений связан не только с местны­ми изменениями, но и зависит от генерализо­ванных нарушений обменных и регуляторных процессов. При отсутствии нагрузки на кости скелета отмечаются снижение минеральной на­сыщенности костной ткани, выход кальция из костей, генерализованные изменения белкового, фосфорного и кальциевого обмена и т. д. С изме­нением состояния костной ткани и снижением ее минеральной насыщенности в условиях неве­сомости и гипокинезии связывают общие поте­рн кальция. Длительное снижение нагрузки на скелетную мускулатуру (в случае недостаточно­сти профилактических мер) вызывает атрофи-ческие процессы, а также отражается на энер­гообмене, общем уровне метаболических про­цессов и состоянии регуляторных систем, в том числе на тонусе высших вегетативных центров головного мозга. Известно, что релаксация мышц сопровождается снижением тонуса вегетативных ацсшров гипоталамуса. Под влиянием невесомо­сти снижается потребление кислорода тканями,

в мышцах уменьшается активность ферментов цикла Кребса и сопряженность процессов окислительного фосфорилирования, возрастает содержание продуктов гликолиза.

Стрессорные воздействия. В условиях кос­мического полета человек подвергается стрессам (см. разд. 3.2.1), в основе которых лежит комби­нация ряда воздействий, в частности резкие из­менения влияния гравитационных сил, а имен­но: переходы от земной гравитации к гипергра­витации в начальном периоде космического по­лета в связи с ускорениями при взлете корабля, переход от гипергравитации к нулевой гравита­ции во время орбитального полета и возвраще­ние снова через гипергравитацию к земной гра­витации при завершении полета. Стрессы, выз­ванные резкими изменениями влияния грави­тации (в основном пребывание в условиях нуле­вой гравитации), комбинируются со стрессами, вызванными эмоциональным напряжением, на­пряжением внимания, интенсивными на­грузками и т. д.

К числу стрессорных воздействий относят так­же факторы, вызывающие космическую болезнь движения. Космическая форма болезни дви­жения, имеющая определенное сходство с морс­кой болезнью, проявляется у части космонавтов на протяжении первых дней полета. В условиях невесомости при быстрых движениях головой наблюдаются симптомы дискомфорта, головокружение, бледность кожных покровов, слюнотечение, выделение холодного пота, изменение частоты сокращений сердца, подташ-нивание, рвота, изменение состояния цент­ральной нервной системы. Из многих причин, вызывающих болезнь движения, первое место отводится изменениям гемодинамики, в том чис­ле микроциркуляции в сосудах головного моз­га.

Согласно современным данным, в генезе кос­мической формы болезни движения су­щественную роль играют частичное выпадение и рассогласование информации, поступающей от различных анализаторных систем, обеспечива­ющих пространственную ориентацию, в том чис­ле рассогласование информации от различных структур вестибулярного аппарата (в условиях невесомости сохраняется функция полукружных каналов, реагирующих на угловые ускорения при быстрых движениях головы, и выпадает функ­ция отолитов) и несоответствие текущей (нео­бычной в условиях невесомости) информации

Глава 2 / БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

стереотипам, хранящимся в долговременной па­мяти центральной нервной системы на уровне коры и подкорковых структур головного мозга.

В большинстве случаев космонавты срав­нительно быстро адаптируются к факторам, вы­зывающим болезнь движения, и ее проявления исчезают по прошествии первых трех суток по­лета. В ранние сроки полета изменения состоя­ния сенсорных систем могут сопровождаться нарушениями пространственной ориентации, иллюзорными ощущениями перевернутого поло­жения тела, трудностями координации движе­ния.

Начиная с раннего детского возраста в фор­мировании и реализации программ произ­вольных локомоторных актов участвуют многие структуры центральной нервной системы, в том числе кора головного мозга, лимбическая и стри-арная системы, ретикулярная формация среднего мозга, мозжечок и др. Долговременная память обеспечивает хранение в структурах головного мозга, в том числе в лимбической системе, про­грамм координированных движений. В период острой адаптации к невесомости во время дви­гательных актов имеет место рассогласование измененной афферентации с программами, хра­нящимися в долговременной памяти. Это созда­ет конфликтные ситуации, а необходимость эк­стренной перестройки программ требует напря­жения компенсаторных механизмов и является одним из звеньев процесса адаптации к невесо­мости.

В целом период острой адаптации к неве­сомости может быть охарактеризован как стрес-сорная реакция на комбинированный комплекс специфических (нулевая гравитация) и неспе­цифических (эмоциональное напряжение в ус­ловиях высокой мотивации, интенсивные нагруз­ки, измененные суточные ритмы) факторов, усу­губляющаяся изменениями регионарного крово­обращения, особенно в сосудах головы.

После космических полетов отмечается сни­жение эритроцитарной массы. Восстановление гематологических показателей происходит в те­чение 1,5 мес после завершения полета. Эти сдви­ги объясняются компенсаторным уменьшением объема циркулирующей крови в полетах и зна­чительно более быстрым восстановлением объе­ма плазмы крови, чем массы эритроцитов после полетов. Кроме того, эти изменения в невесомо­сти предположительно связывают с уменьшением мышечной массы тела и компенсаторной реак-

цией, направленной на увеличение кислородно­го запроса тканей.

Факторы космического полета оказывают вли­яние на иммунологическую реактивность орга­низма. После космических полетов, пре­вышающих 30 сут, как правило, отмечается сни­жение функциональной активности клеточных популяций, относящихся к Т-системе иммуни­тета, и в некоторых случаях появляются при­знаки сенсибилизации к аллергенам микробной и химической природы. Эти изменения, по-ви­димому, могут рассматриваться как следствие перестройки системы иммунитета в процессе адаптации к комплексу факторов полета, вклю­чающих невесомость, дополнительные стрессы, пребывание в гермообъеме с искусственным кли­матом. Данные изменения повышают степень риска возникновения инфекционных и аллер­гических заболеваний. Таким образом, пре­бывание в условиях невесомости вызывает пере­стройку функционального состояния организма на различных уровнях его организации.

Течение процессов адаптации четко про­слеживается и в наземных исследованиях, мо­делирующих влияние факторов космического полета на организм. В условиях строгого постель­ного режима (гипокинезии) в антиортостатичес-ком положении, при котором головной конец кровати спущен под углом - 4°к горизонтальной плоскости, наблюдаются изменения, имеющие сходство с возникающими в невесомости. Более того, эти изменения в условиях наземного моде­лирования в случае отсутствия профилак­тических мероприятий могут быть даже более выражены, чем в космических полетах. Они про­являются в виде: 1) изменений системной гемо­динамики, снижения нагрузки на миокард, дет-ренированности сердечно-сосудистой системы, в частности веномоторных рефлексов, ухудшении переносимости ортостатических проб; 2) изме­нений регионарного кровообращения, особенно в бассейнах сонных и вертебральных артерий, в связи с затруднениями венозного оттока из со­судов головы и соответствующими преимуще­ственно компенсаторными изменениями регуля­ции сосудистого тонуса; 3) изменения объема циркулирующей крови и уменьшения эритроци­тарной массы; 4) изменений водно-электролит­ного обмена, выражающихся, в частности, в яв­лениях потери калия; 5) изменений состояния центральной нервной системы и вегетативно-со­судистых сдвигов, явлений вегетативной дисфун-

Часть I. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

кции и астенизации; 6) частичной атрофии мышц я нервно-мышечных нарушений, выражающих­ся в уменьшении упругости мышц, снижении ах электровозбудимости и показателей работос­пособности; 7) разбалансированности регулятор­ных систем.

В условиях антиортостатической гипокинезии прослеживается стадийность адаптационных процессов. На примере кровообращения видно, что адаптация наиболее быстро и совершенно осуществляется на уровне системной гемодина­мики, менее активна она на уровне регионарно­го кровообращения, в частности в бассейне сон­ных артерий, и еще более заторможена на уров­не микроциркуляции.

В условиях антиортостатической гипокинезии изменяется микроциркуляция. Например, в со­судах бульбоконъюнктивы глаза снижается ко­личество перфузируемых капилляров, изменя­ется соотношение диаметра артериол и венул; в сосудах глазного дна наблюдаются застойные явления. В отличие от системной гемодинамики компенсаторные изменения в системе микро-аиркуляции начинают прослеживаться в срав­нительно поздние сроки гипокинезии.

Под влиянием гипокинезии существенно воз­растают предрасположенность к возникновению эмоциональных стрессов и выраженность их ве­гетативных (сердечных и сосудистых) проявле­ний с аритмиями сердца и гипертензивными реакциями. В космических полетах возникно­вение этих изменений удается предупредить с помощью системы профилактических меропри­ятий. Вместе с тем при снижении требований к здоровью космонавтов или внимания к осуще­ствлению профилактических мероприятий отчет­ливо возрастает фактор риска.

Реадаптация. При завершении полета пере­ход от нулевой гравитации к перегрузкам во время спуска и возвращение к земной гравита­ции с момента приземления сочетаются со зна­чительным эмоциональным напряжением и яв­ляются, по существу, комбинированным стрес­сом, протекающим в условиях напряженных адаптационных реакций. При этом изменения состояния организма отражают динамику адап­тационных и стрессорных реакций.

В период реадаптации прекращается действие факторов, вызывавших в невесомости дегидра­тацию, перераспределение крови в сосудистом русле и т. д. Одновременно возникает необходи­мость экстренной мобилизации адаптационных

"лава 2 / БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ФАКТОРЫ ВНЕШНЕЙ С

механизмов, обеспечивающих нормальное фун­кционирование организма в условиях земной гравитации. В ближайшее время после заверше­ния полета проявляются некоторая детрениро-ванность сердечно-сосудистой системы, остаточ­ные нарушения микроциркуляции в сосудах го­ловы, изменения реактивности организма и сос­тояния его регуляторных систем. Кровооб­ращение быстро адаптируется к земной грави­тации. В частности, после многомесячных поле­тов застойные явления в области глазного дна и признаки перипапиллярного отека сетчатки гла­за исчезают в течение первой недели после окон­чания полета.

После космических полетов продолжи­тельностью до 14 сут отмечено возрастание ак­тивности гипоталамо-гипофизарной и симпато-адреналовой систем. После полетов, продолжав­шихся от 2 до 7 мес, обнаружено повышение активности симпатоадреналовой системы при отсутствии признаков повышения активности гипоталамо-гипофизарной системы. Так, после многомесячных полетов характерно возрастание секреции адреналина (максимально в первые сут­ки) и норадреналина (максимально на 4-5-е сут после приземления) при неизменной концентра­ции АКТГ, ТТГ, СТГ, циклических нуклеотидов в крови и сниженной концентрации простаглан-динов прессорной группы и активности ренина плазмы в эти сроки. Соотношения гормонально­го и медиаторного обмена являются одним из показателей некоторой разбалансированности регуляторных систем организма.

В связи со снижением ортостатической устой­чивости и измененным стереотипом двигатель­ных актов космонавтам в первые часы после приземления трудно находиться в вертикальном положении и передвигаться без посторонней по­мощи. В результате адаптационной перестрой­ки быстро восстанавливается стереотип двига­тельных актов, нормализуются обменные про­цессы, состояние регуляторных и исполнитель­ных систем организма.

Проблемы, разрабатываемые современной космической медициной, охватывают широкий круг вопросов, включающих выяснение механиз­мов адаптации человека к действию факторов полета в невесомости, механизмов реадаптации при возвращении к условиям земной гравита­ции, совершенствование эффективности управ­ления этими процессами.

Влияние длительного космического полета на человеческий организм - страница №1/1

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА НА ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ОРГАНИЗМ

(Некоторые результаты медико-биологических исследований в связи с полетом космического корабля «Союз-9»)

Член-корреспондент АН СССР

О. Г. ГАЗЕНКО,

кандидат медицинских наук

Б. С. АЛЯКРИНСКИЙ

Практически освоение космоса в настоящее время - это прежде всего удлинение как орбитальных, так и межпланетных полетов, а следова­тельно, неизбежное увеличение сроков пребывания человека в необычных условиях существования. Совершенно очевидно, что от длительности этих сроков будет непосредственно зависеть результат воздействия на челове­ческий организм всех факторов космического полета, и прежде всего наиболее значимых - таких, как невесомость, повышенный уровень ра­диации, измененная по составу и количеству афферентация, во многом отличная от «земной» система датчиков времени (раздражителей, регу­лирующих суточные ритмы всех функций организма). Однако о конкрет­ных особенностях такой зависимости известно еще очень мало. Наука располагает в этом отношении крайне скудными данными. Между тем вопрос о том, как долго человек без ущерба для здоровья и работоспособ­ности может пробыть в космосе, является одним из самых актуальных в современной космонавтике. Поэтому-то столь большое внимание привле­кает к себе полет советского космического корабля «Союз-9» с двумя космонавтами на борту, которые находились в космосе 18 суток, т. е. на 4 суток больше американских космонавтов Ф. Бормана и Д. Ловелла, прежних обладателей мирового рекорда длительности орбитального по­лета.

Уже в период планирования и практической подготовки полета «Союза-9» предусматривалась возможность получить в результате меди­ко-биологических наблюдений и исследований данные, отличные от тех, которые были доставлены предыдущими полетами как советских, так и американских космонавтов. Действительность не обманула этих ожида­ний, чему во многом способствовали большая полнота и систематичность медицинского обследования космонавтов до, во время и после полета, а главное - длительность пребывания А. Г. Николаева и В. И. Севастьянова на орбите.

Полет космического корабля «Союз-9» проходил точно по программе. Параметры микроклимата в его жилых отсеках колебались в предусмот­ренных пределах: общее давление - 732-890 мм рт. ст., парциальное давление кислорода-157-285, углекислоты 1,3-10,7 мм рт. ст., отно­сительная влажность - 50-75%, температура воздуха - от 17 до 28° С. Космонавты питались консервами из натуральных продуктов 4 раза в сутки, калорийность суточного рациона в среднем составляла 2700 ккал. Питьевой режим предусматривал потребление каждым космонавтом око­ло 2 л жидкости в сутки (включая метаболическую воду). Дважды в течение дня космонавтами выполнялся комплекс специально разрабо­танных для полета физических упражнений.

В связи с прецессией орбиты и необходимостью произвести посадку корабля в дневные часы распорядок сна и бодрствования космонавтов значительно отличался от обычного. На первом этапе полета они ложи-

41

лись спать в / час. утра по московскому времени, а затем начало сна постепенно перемещалось на более ранние часы, приближаясь к полуно­чи. Таким образом, на борту корабля «Союз-9» был использован вариант так называемых мигрирующих суток с первоначальным 9-часовым сдви­гом фазы.

В процессе полета с помощью специальной бортовой аппаратуры ме­дицинского контроля на Землю систематически передавались данные ре­гистрации электрокардиограммы, сейсмокардиограммы и пневмограммы космонавтов как в покое, так и при выполнении функциональных проб, рабочих операций. В порядке взаимоконтроля космонавты измеряли друг у друга кровяное давление. С помощью установки «Вертикаль» исследо­валась способность к пространственной ориентировке. По заранее состав­ленной программе космонавты сообщали о своем самочувствии. Радио­переговоры и данные телевизионного наблюдения дополняли эти сооб­щения.

Полет корабля проходил в благоприятной радиационной обстановке.

Предстартовый период и период полета. Приближение времени старта сопровождалось у обоих космонавтов естественным для такой ситуации учащением сердечных сокращений и дыхания. Если накануне старта максимальная частота пульса у А. Г. Николаева равнялась 90, а у В. И. Севастьянова 84 уд/мин, то в период часовой готовности она до­стигала соответственно 114 и 96 уд/мин. Аналогичная реакция отмеча­лась и в отношении дыхания: накануне старта максимальная частота дыхания у А. Г. Николаева равнялась 15, у В. И. Севастьянова - 18, а в период часовой готовности она повысилась у обоих до 24 в минуту.

На активном участке полета частота пульса и дыхания у космонавтов находилась на уровне предстартового периода.

После выхода корабля на орбиту на 6-м витке полета частота сердеч­ных сокращений приблизилась к зарегистрированной за месяц до старта и принятой в качестве фоновой. В дальнейшем частота пульса продолжа­ла падать. К 3-м суткам полета она снизилась по отношению к фону у А. Г. Николаева на 8-10, у В. И. Севастьянова на 13 уд/мин и удер­живалась на этом уровне около 10 суток, после чего стала постепенно повышаться и в последней трети полета статистически значимо не от­личалась от фоновых показателей. При закрутке корабля, коррекции его орбиты, ориентации, а также при выполнении космонавтами физиче­ских упражнений и проведении некоторых экспериментов отмечалось вы­раженное увеличение частоты сердечных сокращений у обоих членов экипажа. Так, на 33-м витке, когда бортинженер В. И. Севастьянов, вы­полняя эксперимент по астроориентации, взял на себя управление ко­раблем, частота его пульса возросла до 110 уд/мин.

Частота дыхания на протяжении всего полета статистически значимо не отличалась от зарегистрированной в фоновых исследованиях (А. Д. Егоров и др.).

С выходом корабля на орбиту у обоих членов экипажа возникло ощу­щение прилива крови к голове, сопровождавшееся появлением одутлова­тости и покраснением кожи лица. Это ощущение на 2-е сутки полета значительно уменьшилось, но в дальнейшем обострялось при фиксации па нем внимания. Острота ощущения заметно снижалась при закрутке корабля, когда космонавты располагались по вектору центростремитель­ной силы головой к центру вращения.

Сенсорно-моторная координация у космонавтов была несколько на­рушена в течение 3-4 суток полета, что находило свое выражение в некоторой несоразмерности, неточности движений. На 4-е сутки движе­ния начали приобретать свойственную им четкость.

42 О. Г. ГАЗЕНКО, Б. С. АЛЯКРИНСКИЙ

Процесс ориентирования в пространстве был затруднен в течение всего периода невесомости как у А. Г. Николаева, так и у В. И. Сева­стьянова. Это выражалось в том, что при свободном плавании с закрыты­ми глазами они быстро утрачивали представление о положении своего тела по отношению к координатам кабины. Определяя вертикальное на­правление с открытыми и закрытыми глазами при помощи установки «Вертикаль», космонавты в каждом исследовании допускали ошибки, более значительные, чем до полета.

Анализ суточной мочи, собранной в 1-е, 2-е и 18-е сутки полета, по­казал нарастание экскреции калия, кальция, серы, фосфора и азота. Ко­личество оксикортикостероидов в первых двух порциях мочи было пони­жено, в третьей - приближалось к фоновому уровню (Г. И. Козыревская и др.).

Данные радиопереговоров, сообщений, передаваемых с борта корабля, и телевизионного наблюдения свидетельствуют о том, что на всем про­тяжении полета поведение космонавтов полностью соответствовало их индивидуально-психологическим особенностям и конкретным ситуа­циям.

Начиная с 12-13-х суток полета появилась усталость после выполне­ния сложных экспериментов и насыщенного трудового дня.

По сообщениям космонавтов, аппетит у них в полете был нормаль­ным, чувство жажды несколько снижено, сон в основном глубокий, ос­вежающий, продолжительностью 7-9 часов.

Послеполетный период. При первичном врачебном осмотре после по­лета космонавты выглядели усталыми, лица у них были одутловаты, кожные покровы бледны. Сохранение вертикальной позы требовало из­вестных усилий, поэтому они предпочитали лежачее положение. Веду­щим ощущением у них в это время было кажущееся увеличение веса го­ловы, всего тела. Это ощущение по интенсивности было примерно равным тому, которое возникает при перегрузке в 2,0-2,5 единицы. Предметы, с которыми им приходилось манипулировать, представлялись исключи­тельно тяжелыми. Эта своеобразная иллюзия увеличения веса, постепен­но ослабевая, сохранялась около 3 суток.

Проведенную в это время укороченную (5-минутную) ортостатическую пробу космонавты перенесли с выраженным напряжением.

Вес у А. Г. Николаева оказался сниженным на 2,7 кг, а у В. И. Се­вастьянова - на 4,0 кг.

На 2-е сутки после полета при стабилографическом обследовании было отмечено значительное увеличение амплитуды колебаний общего центра тяжести тела у обоих космонавтов. Тонус мышц нижних конечно­стей был понижен, коленный рефлекс резко усилился. Становая сила у А. Г. Николаева снизилась на 40 кг, у В. И. Севастьянова - на 65 кг. Периметры голени и бедра у обоих уменьшились.

Восстановление ортостатической устойчивости продолжалось около 10 дней послеполетного периода.

Определение с помощью рентгенофотометрических и ультразвуковых методов плотности некоторых участков скелета космонавтов показало, что она уменьшилась, особенно значительно в нижних конечностях. Это уменьшение на 2-е сутки после полета достигало в пяточных костях 8,5 - 9,6%, а в основных фалангах пальцев кисти - всего 4,26-5,56% (Е. Н. Бирюков, И. Г. Красных).

На 22-е сутки послеполетного периода оптическая плотность костей еще не достигла исходного уровня.

При исследовании аутомикрофлоры кожных покровов и слизистой но­са был отмечен выраженный дисбактериоз. Дисбактериотические сдвиги

ВЛИЯНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА НА ОРГАНИЗМ

в основном сводились к появлению на гладкой коже и слизистой носа кос­монавтов большого количества грамм-положительных неспороносных пало­чек, которые до полета не обнаруживались, что, по-видимому, дает основа­ния отнести их к представителям «заносной флоры» (В. Н. Залогуев).

Материалы медицинского наблюдения, полученные во время полета ко­рабля «Союз-9» и в послеполетный период, свидетельствуют о принципи­альной возможности существования человека в космосе в течение 18 суток с сохранением достаточной психической и физической работоспособности. Вместе с тем этот материал приводит к выводу, что в целом цикл «адап­тация-реадаптация» в условиях космос - Земля требует длительного напряжения приспособительных механизмов организма и что реадаптация к привычным условиям жизни является более трудным процессом.

Разработка средств и способов, облегчающих этот процесс, является важной задачей космической медицины. Для ее успешного решения необ­ходимо с достаточной полнотой выяснить удельное значение каждого фак­тора космического полета в том влиянии, которое их комплекс оказывает на организм человека. Не меньшее значение имеет также изучение меха­низмов ответных реакций организма на каждый из этих факторов. Прогресс в этом направлении может быть обеспечен только путем накопления боль­шого фактического материала.

Значение 18-суточного полета советских космонавтов с этой точки зре­ния едва ли может быть преувеличено. Он является, несомненно, крупным шагом в решении вопроса о дифференциальном значении условий косми­ческого полета, о доле их участия в изменении физиологических функций у космонавтов на орбите и после возвращения на Землю.

Какие же условия на борту «Союза-9» были ответственны за эти из­менения?

Из числа этих условий сразу же можно исключить радиацию. В самом деле, общая доза облучения, полученная каждым космонавтом, была зна­чительно ниже допустимого уровня.

Роль нервно-эмоционального напряжения в общей ответной реакции космонавтов на полет также, по-видимому, была сравнительно невелика. Во всяком случае содержание оксикортикостероидов в моче у них оказа­лось сниженным по отношению к условной норме, хотя известно, что вся­кое нервно-эмоциональное напряжение сопровождается повышением ко­личества этих веществ в крови и моче. Так, у лиц (непилотов), совершив­ших 50-минутный полет в зоне аэродрома, уровень стероидных гормонов повышался на 40-50% по сравнению с предполетными показателями (X. Хэйл, 1959). У профессиональных летчиков после кратковременных, но весьма сложных полетов на хорошо освоенных ими реактивных само­летах количество 17-ОН-кортикостероидов в моче на протяжении первых двух-трех часов после полета повышается на 50-60% (И. В. Федоров, 1963).

Эти и многие другие данные позволяют полагать, что нервно-эмоцио­нальное напряжение членов экипажа «Союз-9» не было сколько-нибудь значительным, по крайней мере в 1-е, 2-е и 18-е сутки. А поскольку как раз в эти дни следовало ожидать наиболее интенсивной эмоциональной реакции у космонавтов, естественной на старте и финише, эмоциогенные факторы нельзя считать существенной причиной отмеченных у них изменений физиологических функций.

По всей вероятности, острота переживаний А. Г. Николаева и В. И. Се­вастьянова была снижена в связи с успешным, ничем не осложнявшимся

44

О. Г. ГАЗЕНКО, Б. С. АЛЯКРИНСКИЙ

выполнением программы полета, благоприятной радиационной обстанов­кой, бесперебойной радио- и телесвязью в часы запланированных сеансов, хорошей предварительной подготовкой обоих членов экипажа, а также тем, что один из космонавтов уже летал и его уверенность в успешном выполнении полета передавалась партнеру.

Значение нарушения «афферентной обеспеченности» организма космо­навтов в полете «Союз-9» оценить с достаточной полнотой и достоверно­стью довольно трудно, если вообще возможно. Однако некоторые сообра­жения в этом отношении заслуживают внимания.

В опытах по изучению так называемой сенсорной недостаточности, про­веденных в наземных условиях, было показано, что обеднение общего аф­ферентного потока не проходит для человека бесследно. Первый и главный его результат - различные нарушения в психической сфере, которые бы­вают наиболее выраженными в случаях максимально полного исключения зрительных, слуховых, тактильных, кинестезических и других ощущений. В таких экспериментах у испытуемых были зарегистрированы различные изменения сознания, вплоть до галлюцинаций. Главным отличием этих эк­спериментов от условий космических полетов является невозможность ис­ключить на Земле афферентацию, идущую с гравирецепторов, в то время как в космосе она ослабевает и, по-видимому, видоизменяется.

В течение всего полета ни у А. Г. Николаева, ни у В. И. Севастьянова не было ни одного случая нарушений психической деятельности. Их по­ведение в самом широком смысле этого слова, качество выполнения рабо­чих и исследовательских операций, их речь и содержание передаваемой ин­формации, записи в бортжурнале и т. д. свидетельствуют о том, что космо­навты не переживали состояния сенсорной депривации, во всяком случае в той форме, которая характерна для наземных экспериментов. Влияние измененной по составу и количеству афферентации (прежде всего, про-приоцептивной и тактильной, а также в какой-то мере вестибулярной, зри­тельной и слуховой) на психику космонавтов было либо весьма незначи­тельным, либо хорошо купировалось.

Таким образом, ни радиация, ни нервно-эмоциональное напряжение, ни сенсорная недостаточность не могут рассматриваться в качестве значи­мых причин изменений физиологических функций. Есть все основания от­нести к числу наиболее важных причин этих сдвигов невесомость, а также необычный ритм сна и бодрствования членов экипажа корабля «Союз-9».

Проблема невесомости продолжает оставаться ареной ожесточенных дискуссий между представителями различных точек зрения. В то время как одни исследователи не придают невесомости сколько-нибудь серьезно­го значения (Л. Маллон, 1956; И. Уолрат, 1959), другие полагают, что она является грозным повреждающим фактором и что существование земных организмов в условиях невесомости невозможно. Более того, есть мнение, что даже длительное изменение направления силы тяжести при низмен­ной величине веса может оказаться роковым для организма (В. Я. Бровар, 1960).

На основании данных сравнительной физиологии формулируется даже такой вывод: эволюция животных по существу представляет собой эволю­цию приспособлений, направленных на преодоление сил гравитации, что было связано с усиленными тратами энергии, для высвобождения которой необходимо значительное количество кислорода, а следовательно, и гемо­глобина. С этой точки зрения в невесомости эритропоэтическая функция будет постепенно снижаться, вследствие чего начнется прогрессирующая атрофия костного мозга (П. А. Коржуев, 1968).

В многочисленных работах отечественных и зарубежных авторов под­черкивается негативное влияние невесомости не только на функцию кост-

ВЛИЯНИЕ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА НА ОРГАНИЗМ

ного мозга, но фактически на все системы организма, на организм в це­лом. Особенно отмечается «ранимость» в условиях невесомости сердечно­сосудистой и опорно-мышечной систем.

Эксперименты, проведенные в бассейнах и лифтах, во время полета специально оборудованных самолетов по баллистической кривой, данные, полученные в орбитальных полетах, и теоретические разработки позволя­ют с большой долей вероятности отнести к результатам воздействия на организм человека невесомости следующие явления: различные нарушения пространственной ориентировки, некоторые виды так называемых вестибу­лярных иллюзий, в частности окулогиральную, изменение временно-пространственно-силовой структуры двигательных навыков, гемодинамические сдвиги (одним из симптомов которых является гиперемия и одутловатость лица, связанные с увеличенным притоком крови к голове), снижение фи­зической силы и атрофические явления в мышечной ткани и декальцина­ция скелета.

При возвращении в гравитационное поле Земли последействие невесо­мости выражается в повышенной лабильности сердечно-сосудистой систе­мы, одним из проявлений которой является ортостатическая неустойчи­вость, в нарушении функциональных двигательных структур, ответствен­ных за поддержание позы и локомоцию, в появлении иллюзии увеличения веса собственного тела и знакомых по весу предметов.

При сопоставлении этого сложного, многокомпонентного ответа орга­низма только на невесомость с теми реакциями на полет в целом, которые были зарегистрированы у А. Г. Николаева и В. И. Севастьянова, нельзя не прийти к выводу, что в космосе, по-видимому, ведущим фактором являет­ся невесомость.

Однако есть основания связать некоторые реакции космонавтов, отме­ченные у них на орбите, не только с невесомостью, но и со своеобразием режима их труда и отдыха. Как уже было отмечено, космонавты жили по схеме так называемых мигрирующих суток с первоначальным сдвигом фа­зы около 9 часов. Сейчас уже очень многочисленные данные специальных исследований говорят о том, что режим труда и отдыха человека оказыва­ется тем более близким к оптимальному, чем ближе распорядок сна и от­дыха в этом режиме совпадает с присущими организму человека суточны­ми ритмами его психо-физиологических функций. Многочисленные факты свидетельствуют о непосредственной зависггмости благополучия организма от этих ритмов. Так, К. Питтендрай (1964) указывает, что циркадные ритмы являются неотъемлемым свойством живых систем, составляют осно­ву их организации и что любое отклонение от нормального хода ритма приводит к нарушениям в работе всего организма. Нормальный ход ритма поддерживается циклически изменяющимися факторами внешнего мира, которые в биоритмологии получили название синхронизаторов или датчи­ков времени. Большинство из них является результатом вращения Земли вокруг собственной оси. Во всех случаях рассогласования циклов датчи­ков времени и ритмов организма последний переживает состояние так на­зываемого десинхроноза, который по отношению к человеку принимает форму выраженного утомления, переутомления или даже различных реак­ций невротического типа.

Десинхроноз может возникнуть во всех случаях нарушения привычной системы датчиков времени: при быстром пересечении нескольких времен­ных поясов (трансмеридиональные перелеты), при работе в ночное время, в условиях Арктики и Антарктики, в космических полетах. Одной из при­чин десинхроноза является также миграция суток, т. е. постоянная или периодическая смена начала сна, а отсюда и бодрствования, в суточном. режиме труда и отдыха.

4$ О. Г. ГАЗЕНКО, Б. С. АЛЯКРИНСКИЙ

Мигрирующие сутки, принятые на борту корабля «Союз-9», могут быть одной из причин утомления космонавтов, отмеченного ими впервые на 12- 13-е сутки полета. Есть основания полагать, что негативное влияние неве­сомости усиливалось периодическими изменениями ритма сна и бодрство­вания (Б. С. Алякринский).

Ранжирование экстремальных факторов применительно к условиям полета корабля «Союз-9» может быть полезным для конкретизации профи­лактических мероприятий, направленных на снижение негативного влия­ния этих факторов. Поскольку удельное значение невесомости представля­ется наибольшим, идея искусственной гравитации (т. е. использование принципа центрифугирования) получает дополнительный аргумент в свою пользу.

Мышечная атрофия, которая наметилась у космонавтов только по от­ношению к нижним конечностям, по-видимому, может быть успешно пред­отвращена специально подобранными физическими упражнениями.

Совершенно ясно, что самое серьезное внимание следует уделять под­держанию присущих организму суточных ритмов его функций в длитель­ных космических полетах. Трудности приспособления к необычным суточ­ным ритмам нужно иметь в виду уже при постановке системы отбора космонавтов. Экспериментально было показано, что люди по-разному реа­гируют на экстренную смену режима труда и отдыха. Для некоторых эта смена исключительно легка, для других, наоборот, она представляет труд­ную задачу. Надежной профилактикой десинхроноза на борту космическо­го корабля является строгое соблюдение космонавтами рациональных ре­жимов труда и отдыха, разработанных на основе данных биоритмологии.

Исследование проблемы длительного существования человека в космосе только начинается. Эта проблема может быть разрешена лишь путем на­копления все новых и новых фактов в длительных космических полетах, со специально разработанной программой медицинских наблюдений. К числу таких полетов относится и полет космического корабля «Союз-9».

4) Низкая влажность воздуха в салоне самолета

При заболеваниях глаз могут возникнуть осложнения из-за низкой влажности воздуха в самолете. Ее уровень обычно составляет примерно 20%, а иногда и меньше, тогда как комфортное для человека значение – 30%. При более низкой влажности начинают высыхать слизистые оболочки глаз и носа, что мы и ощущаем при авиаперелетах во всей полноте. Немало неприятных моментов это доставляет прежде всего тем, кто носит контактные линзы. Врачи-офтальмологи рекомендуют брать в полет капли «искусственная слеза», чтобы периодически орошать слизистую. Это особенно важно в рейсах, длящихся более 4 часов. Альтернативный вариант – отправляться в полет не в линзах, а в очках. Снимать линзы непосредственно в самолете не стоит, так как обстановка в любом транспорте недостаточно гигиенична. Прекрасному полу врачи советуют минимально пользоваться косметикой при длительных перелетах, так как чувствительность глаз повышается, и тушь или тени могут вызвать раздражение.

Чтобы восполнить недостаток влаги, в полете рекомендуется пить больше соков или простой негазированной воды. А вот чай, кофе и алкоголь водный баланс организма не восстанавливают. Напротив, они выводят влагу из организма.

Космические полёты

При полете в космическое пространство живые организмы сталкиваются с целым рядом условий и факторов, резко отличных по своим свойствам от условий и факторов биосферы Земли. Факторы космического полета, которые способны оказать влияние на живые организмы, делят на три группы.

К первой относятся факторы, связанные с динамикой полета космического корабля: перегрузки, вибрации, шумы, невесомость. Изучение воздействия их на живые организмы - важная задача космической биологии.

Ко второй группе относятся факторы космического пространства. Космическое пространство характеризуется многими особенностями и свойствами, которые не совместимы с требованиями земных организмов к условиям окружающей среды. Это прежде всего почти полное отсутствие газов, входящих в состав атмосферы, в том числе молекулярного кислорода, высокая интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучения, ослепляющая яркость видимого света Солнца, губительные дозы ионизирующих (проникающих) излучений (космические лучи и гамма-кванты, рентгеновское излучение и др.), своеобразие теплового режима в условиях космоса и т. д. Космическая биология изучает влияние всех этих факторов, их комплексное воздействие на живые организмы и способы защиты от них.

К третьей группе относятся факторы, связанные с изоляцией организмов в искусственных условиях космического корабля. Полет в космическое пространство неизбежно связан с более или менее длительной изоляцией организмов в сравнительно небольших герметизированных кабинах космических кораблей. Ограниченность пространства и свободы движения, монотонность и однообразие обстановки, отсутствие многих привычных для жизни на Земле раздражителей создают совершенно особые условия. Поэтому необходимы специальные исследования физиологии высшей нервной деятельности, устойчивости высокоорганизованных существ, в том числе и человека, к длительной изоляции, сохранения в этих условиях работоспособности.

Иммунитет при космическом полёте

После длительных полётов у космонавтов происходит снижение общей иммунологической реактивности организма, что проявляется: - уменьшением содержания в крови и реактивности Т-лимфоцитов;

Снижением функциональной активности Т-хелперов и натуральных киллеров; - ослаблением синтеза важнейших биорегуляторов: ИЛ-2, а- и р-интерферона и др.; - увеличением микробной обсеменённости кожных покровов и слизистых оболочек; - развитием дисбактериальных сдвигов; - повышением устойчивости ряда микроорганизмов к антибиотикам, появлением и усилением признаков их патогенности.

Значение выявленных изменений иммунологической реактивности и аутомикрофлоры организма космонавта, находящегося как в космическом полете, так и после него состоит в том, что эти изменения могут способствовать повышению вероятности развития аутоиммунных заболеваний, а также заболеваний бактериальной, вирусной и аллергической природы. Все это необходимо учитывать при планировании и медицинском обеспечении длительных космических полётов.

Влияние невесомости

Состояние невесомости возникает, когда к телу, находящемуся в пространстве, не приложены никакие внешние силы, кроме силы притяжения. Если космический аппарат находится в центральном поле тяготения и не вращается вокруг своего центра масс, он испытывает невесомость, характерным признаком которой является то, что ускорения всех элементов конструкции, деталей приборов и частиц человеческого тела равны ускорению силы тяжести.

Положительное свойство невесомости - возможность применения в космосе ажурных, тонких и очень легких конструкций (в том числе надувных) при создании крупномасштабных сооружений на орбите (например, гигантских антенн радиотелескопов, панелей солнечных батарей орбитальных электростанций и т. п.).

Полет в невесомости требует закрепления на своих местах аппаратуры и оборудования, а также оснащения обитаемого космического аппарата средствами фиксации космонавтов, предметов их труда и быта.

Первичными эффектами невесомости являются снятие гидростатического давления крови и тканевой жидкости, весовой нагрузки на костно-мышечный аппарат, а также отсутствие гравитационных стимулов специфических гравирецепторов афферентных систем. Реакции организма, обусловленные длительным пребыванием в невесомости, выражают, по существу, его приспособление к новым условиям внешней среды и протекают по типу «неупотребления» или «атрофии от бездействия».

Состояние невесомости в начальный период часто вызывает нарушения пространственной ориентации, иллюзорные ощущения и симптомы болезни движения (головокружение, дискомфорт в желудке, тошнота и рвота), что связывают главным образом с реакциями вестибулярного аппарата и приливом крови к голове. Наблюдаются также изменения субъективного восприятия нагрузок и некоторые другие изменения, вызываемые реакциями чувствительных органов, которые настроены на земную силу тяжести. В течение первых десяти дней пребывания в невесомости в зависимости от индивидуальной чувствительности человека, как правило, происходит адаптация к указанным проявлениям невесомости и самочувствие восстанавливается.

В условиях невесомости происходит перестройка координации движений, развивается детренированность сердечно-сосудистой системы.

Невесомость влияет на баланс жидкости в организме, обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен, а также на некоторые эндокринные функции. Наблюдаются потери воды, электролитов (в частности, калия, натрия), хлоридов и другие изменения в обмене веществ.

Ослабление действия внешних сил на структуры, несущие весовую нагрузку, приводит к потере кальция и других веществ, важных для поддержания прочности костей. После длительного воздействия невесомости возможны явления легкой мышечной атрофии, некоторая слабость мускулатуры конечностей и т. д.