Схема 38

Факторы, воздействующие на организм человека в условиях космического полета

Здесь следует подчеркнуть, что медико-биологические аспекты космических полетов охватывают обширнейший круг вопросов, связанных с работой человека в экстремальных условиях. По сути эти вопросы могут быть разделены на две взаимосвязанные части: первая — это условия, которые должны быть обеспечены экипажу космического корабля; вторая — получение биомедицинской информации о состоянии систем организма в течение полета. Здесь необходимо отметить, что еще в 1965 г. при Академии наук СССР был организован Совет по международному сотрудничеству в области исследования и использования космического пространства в мирных целях (Интеркосмос). Сложность и объемность медико-биологических исследований в деле освоения Космоса потребовали не только создания специальных программ, но и привлечения широкого круга высококвалифицированных специалистов: врачей, физиологов, психологов, биологов, биофизиков, биохимиков. Головным учреждением в этом направлении стал Институт медико-биологических проблем Минздрава СССР, где уже более 30 лет проводятся разработки и экспериментальные исследования по вышеназванным проблемам.

Задачи, стоящие перед медицинскими экспериментами, могут быть разделены на две категории: первая — задачи, имеющие непосредственное отношение к обеспечению возможностей пилотируемых космических полетов. Сюда входят исследования влияния космического полета на человеческий организм в зависимости от специфики и длительности полета, разработка способов прогнозирования начала развития и степени тяжести нежелательных реакций организма, а также разработка наиболее эффективных способов предотвращения и коррекции негативных реакций.

Ко второй категории можно отнести получение специфической информации, которая может представлять ценность для обычных медико-биологических исследований и клинической практики.

К настоящему времени космической медициной и биологией накоплен громадный по объему уникальный по ценности материал, обобщающий сотни полетов в космическое пространство, работу отдельных космонавтов и космических экипажей кораблей и орбитальных станций, на которых космонавты находились от нескольких дней до нескольких месяцев и даже более года. И все это в условиях переменных нагрузок, невесомости и всего комплекса факторов, характерных для полета в космос.

На этих факторах следует остановиться подробнее. Наиболее необычным (по сравнению с земными условиями) фактором, воздействующим на организм человека, является невесомость. Ожидалось, что именно этот фактор, при достаточно длительных полетах может оказаться непреодолимым, если не создавать искусственную гравитацию, например, вращением корабля или космической станции, что технически возможно, хотя и связано с рядом серьезных конструктивных проблем. Однако анализ многочисленных космических полетов позволил установить, что невесомость не является единственным или достаточно серьезным фактором риска, хотя и приводит к определенным негативным реакциям, проявляющимся в дезориентации в пространстве, в возникновении симптомов космической болезни движения, в индивидуальных психических реакциях космонавтов.

Необходимо подчеркнуть, что состояние невесомости, наступает вслед за предшествующими, весьма значительными перегрузками ускорения, связанными с процессом вывода корабля на расчетную орбиту. Такая комбинация, вначале резко нагружающая отолитовый и проприоцептивный аппарат человека, а затем освобождающая рецепторы от привычных гравитационных нагрузок, несомненно, оказывает дестабилизирующее воздействие на всю систему, управляющую координацией движений, распределением мышечных и суставных усилий и в конечном итоге может привести к нарушениям профессиональной деятельности космонавта, если механизмы адаптации не компенсируют возникшие негативные реакции организма. Вполне обоснованно предполагалось, что при длительной невесомости отолиты, состоящие из углекислого кальция, могут раствориться или выйти из отолитовой мембраны, отдельные волосковые клетки могут атрофироваться, что приведет к функциональной или даже к морфологической деградации их со всеми вытекающими последствиями. Предполагалось, что пороги чувствительности отолитовых органов также могут возрасти или, напротив, резко снизиться, что не замедлит сказаться на зрительно-пространственной ориентации, потере мышечного тонуса, силы, координации движений и в конечном итоге, скажется на способности выполнять необходимую работу.

Тем не менее, было установлено, что адаптация к состоянию невесомости наступает (с учетом индивидуальных реакций) уже в течение нескольких суток полета и практически не является серьезной перестройкой систем организма, способной вызвать резко отрицательные, опасные для здоровья и жизни реакции, со стороны лабиринтно-отолитового и проприоцептивного аппаратов.

Однако такие нарушения в системе поддержания гомеостаза, как умеренное уменьшение общего объема крови, уменьшение общей массы эритроцитов, некоторое уменьшение (причем сугубо индивидуально) массы тела, деминерализация костей вследствие потери кальция, хотя и коррелируют в некоторой степени с результатами экспериментов по гиподинамии, все же не могут однозначно говорить о ведущей роли фактора невесомости в возникновении и проявлениях этих нарушений. Специалисты считают, что эти нарушения возникают скорее всего в результате всего комплекса факторов космического полета и зависят от его конкретных особенностей (параметров) одним из которых является, несомненно, длительность полета. Во всяком случае, данные, полученные в результате 14-месячного полета врача-космонавта В.В. Полякова, дали науке и практике буквально бесценный материал для анализа и прогнозов.

Выше мы уже отмечали, что факторы риска в космическом полете можно разделить на экзогенные и эндогенные. При этом эндогенные факторы, определяемые в сущности соотношением устойчивости и пластичности адаптационно-защитных сил организма, в определенной мере могут зависеть и от ряда экзогенных факторов космического полета, вызывающих напряжение регуляторных систем.

Схема 39

Факторы, определяющие уровень гомеостатических реакций организма

Среди многочисленных эндогенных факторов можно выделить в качестве основных групп такие, как напряжение регуляторных систем организма, снижение уровня функциональных резервов и проявления скрытых патологий.

Схема 40

Формирование системы экстремума под воздействием эндогенных факторов

При этом вполне очевидно, что напряжение регуляторных систем, вызванное всем комплексом экстремальных факторов космического полета, снижает уровень функциональных резервов организма, что в свою очередь может привести к еще большему напряжению регуляторных систем, т. е. возникновению своеобразной положительной связи между этими процессами, в результате чего происходит включение дополнительных и резервных возможностей организма, что при определенных условиях может привести к развитию стресс-синдрома и в результате — срыву адаптационно-защитных сил организма. При этом вполне реально проявление скрытых ранее патологий, что само по себе чревато серьезными нарушениями в условиях космического полета и может поставить под угрозу не только срыв программы полета, но и здоровье, и жизнь космонавта или всего экипажа.

Еще в 60-х годах прошлого столетия основоположники отечественной школы космической медицины академики В.В. Парин и О.Г. Газенко разработали концепцию, согласно которой система кровообращения рассматривалась, как индикатор адаптационных реакций целостного организма. Дело в том, что сердечнососудистая система и кровь являются универсальным связующим звеном всех, в том числе и адаптационно-защитных механизмов, протекающих во всех клетках, тканях и органах организма человека. Нейроэндокринные механизмы регуляции гомеостаза складываются из взаимозависимости и взаимосвязи гормональной сферы и вегетативных, симпатических и парасимпатических влияний на важнейшие органы и системы организма, в том числе и на динамику сердечных сокращений в зависимости от различных, в том числе и экстремальных воздействий на организм, что как раз и характерно для космических полетов.