Дек 25

Основные результаты исследований на орбитальной станции «Скайлэб»

Результаты полетов экипажей на орбитальной станции «Скайлэб» подтвердили способность человека надлежащим образом существовать и функционировать на современных космических летательных аппаратах. Не было отмечено значительных изменений со стороны функций сердца, хотя для обнаружения проявлений детренированности и повышения информативности векторкардиографических исследований в программу полетных экспериментов была введена функциональная проба со стандартной физической нагрузкой.

Обнаруженные в полете статистически значимые изменения включали в себя снижение частоты пульса в покое, увеличение размеров и длительности QRS, перемещение вперед векторов QRS и Т, а также возрастание величины вектора Т. Отмечалось некоторое уменьшение со стороны показателей ударного объема. В качестве нагрузочной пробы на сердечно-сосудистую систему в условиях невесомости использовалось также ОДНТ. Ответные реакции на это воздействие обычно были выше, чем на Земле. Эти изменения возникали в самом начале полета и продолжались с периодическими колебаниями по мере его приближения к концу.

Судя по результатам биохимических исследований, а также исследований жидкости и электролитов организма, экскреция кальция с мочой возрастала, и общий баланс кальция менялся от слабо положительного до равновесного. Уровень креатинина в моче не изменялся. Отсутствовали изменения со стороны калиевого баланса, но фосфор, азот, натрий и магний выводились в полете с более высокой скоростью. В результате этого возникал дефицит солей в организме, который мог быть связан с описанными выше потерями ткани и мышц. Выраженное снижение массы тела и мышечная атрофия, обнаруженные у первых двух экипажей «Скайлэб», были надежно предупреждены за счет физических упражнений, ОДНТ и мероприятий по улучшению рациона питания. Отмечено непропорционально высокое уменьшение объема нижних конечностей и увеличение роста тела. Эти изменения были связаны с перемещениями жидкости и носили временный характер и восстанавливались после возвращения к нормальной гравитации.

Хотя в полете первого экипажа было отмечено уменьшение массы эритроцитов, данные 84-суточного полета показали, что эта тенденция носит преходящий характер и не ведет к разрушению красных кровяных телец. Уменьшение объема плазмы на кораблях «Скайлэб» и «Аполлон» было выражено в меньшей степени, чем при аналогичных по длительности экспериментах с постельным режимом. Изменения со стороны обмена кортизола и альдостерона, как выяснилось, характерны для невесомости, но не для постельного режима, а уменьшение массы эритроцитов, вероятно, связано с изменениями объема плазмы.

Определение концентрации ряда внутриклеточных энзимов и метаболитов обнаружило лишь минимальные изменения со стороны

функциональных свойств эритроцитов. Пробы на осмотическую регуляцию эритроцитов показали некоторое возрастание активности обмена натрия и калия (натрий-калиевой помпы) при отсутствии существенного возрастания клеточной концентрации натрия и калия или осмотического гемолиза. Преходящие изменения удельного веса эритроцитов, которые наблюдались после возвращения на Землю, возможно, зависели от изменений в содержании внутриклеточной воды.

Исследования гемоконцентрации (гематокрит, концентрация гемоглобина, количество эритроцитов) обнаружили значительные колебания со стороны этих показателей в послеполетном периоде, которые отражали описанные изменения массы эритроцитов и объема плазмы. В течение 18 дней после окончания полета первого экипажа «Скайлэб», несмотря на значительное снижение массы эритроцитов, отсутствовал сколько-нибудь выраженный ретикулоцитоз. Однако, спустя 5–7 дней после окончания второго, более длительного полета, число ретикулоцитов значительно возросло.

Со стороны лейкоцитов и формулы белой крови не было обнаружено значительных изменений. Однако, способность лимфоцитов реагировать in vitro на митогенные раздражители в послеполетном периоде подавлялась, что, по-видимому, зависело от длительности полета. Были обнаружены лишь небольшие изменения со стороны белков плазмы. В полете второго экипажа изменения белков затронули процессы коагуляции, которые нашли выражение в гиперкоагулятивных свойствах. В большинстве результатов экспериментальных исследований были отмечены индивидуальные различия, но имели место и постоянно встречавшиеся проявления, которые включали в себя: изменения веса тела, возрастание активности ренина плазмы, увеличение концентрации катехоламинов, АДГ, альдостерона и кортизола в моче. Содержание кортизола в плазме снижалось в пробах, взятых непосредственно после окончания полета и сопровождалось его возрастанием в пробах суточной мочи. Обследование экипажей «Скайлэб» после 28 и 59-суточного пребывания в невесомости только в одном случае (у пилота – научного сотрудника второго экипажа) обнаружило значительное снижение минеральной насыщенности пяточной кости. Результаты обследования третьего экипажа, по последним данным, лежат в пределах ожидавшегося.

Физиологические исследования, проведенные в полете, показали, что при выполнении пробы с физической нагрузкой на велоэргометре диастолическое артериальное давление снижается. Имело место также увеличение реакции частоты пульса во время физической нагрузки после 59-суточного полета. Снижение работоспособности в течение первых 4 дней пребывания в невесомости колебалось от 25 до 40%.

Результаты оценки времени, необходимого для двигательных операций, показали, что в условиях полета это время возрастает по сравнению с предполетным периодом. Это обусловлено увеличением времени, необходимого для большинства видов работ и двигательных заданий. Не менее важно было установление того, что экипаж быстро осваивался с условиями невесомости и приобретал навыки в обращении с техникой, с помощью которых удавалось оптимизировать выполнение рабочих операций.

В двух первых полетах на станции «Скайлэб» проблемы рабочей деятельности были осложнены развитием болезни движения. У некоторых космонавтов симптомы этой болезни проявлялись после перехода в рабочий отсек станции и после приводнения. В помещениях станции симптомы наблюдались до 3–5 дней, хотя комбинация двух лекарственных препаратов (скополамина и амфетамина) служила надежной защитной мерой. В одном из экспериментов на станции «Скайлэб» проводилось сравнение чувствительности к болезни движения в полете (начиная с 8 дня), в пред — и послеполетном периодах.

Приступ болезни движения, этиология которого еще неясна, имел место и в полете 3-го экипажа «Скайлэб». Предполагается, что возникновение синдрома болезни движения на ранней фазе пребывания в невесомости может быть связано с функцией вестибулярной системы, феноменом перераспределения жидкости, а также с такими внешними факторами, как продолжительность переходных состояний, вид и скорость движений головы, движения космического корабля и другими.

В процессе трех полетов на станции «Скайлэб» космонавты подвергались разнообразным стрессовым воздействиям. Однако физические упражнения оказались очень полезными и способствовали поддержанию высокой работоспособности экипажей по выполнению повседневных, профессиональных и научных задач. Космонавты, как правило, хорошо спали, обнаруживая лишь незначительно измененную внешнюю картину сна (уменьшение фазы REM). В целом, они удивительно хорошо адаптировались к продолжительному пребыванию в невесомости. Реадаптация к условиям земной гравитации также наступила у них очень быстро.

Результаты, полученные во время проведенных космических полетов и лабораторных исследований, показали, что человек способен переносить воздействие пониженной весомости или невесомости в течение нескольких месяцев. Только на протяжении первого десятилетия с начала освоения человеком космического пространства свыше 50 космонавтов провели в полетах в общей сложности более года. Это означает, что невесомость во многих отношениях перестала быть таинственным и сдерживающим фактором. На смену разнообразным гипотезам пришли научные факты, которые позволили отвергнуть ряд мнимых и определить существование реальных угроз, вытекающих из влияния невесомости на организм человека. Однако наиболее важная особенность научных исследований, относящихся к невесомости, состояла не только в анализе результатов уже проведенных полетов, но и в определении возможности дальнейшего увеличения их продолжительности.

Ретроспективный анализ состояния вопроса свидетельствует о том, что уровень научно-теоретической мысли на всех этапах развития космонавтики был достаточен для того, чтобы своевременно удовлетворять практические запросы. Задолго до того, как возникла практическая необходимость в устранении неблагоприятного влияния на организм человека длительной невесомости, в лабораториях СССР и США уже были начаты изыскания эффективных профилактических средств. Именно появление этих средств позволяет в настоящее время планировать космические полеты все большей и большей продолжительности. Однако с увеличением сроков полета могут возникать и новые проблемы. Это обстоятельство усиливает значение дальнейших исследований, связанных с действием невесомости на организм человека.

В связи с этим определены четыре области медико-биологических исследований. Первая из них включает исследование механизмов, которые приводят к расстройствам со стороны сердечно-сосудистой системы, а также изменениям плотности костей и мышечной массы, изменениям объема жидкости в организме, к ортостатической неустойчивости, снижению физической работоспособности и общей астенизации. Продолжительность и конечные результаты нарушений еще не установлены.

Серьезное внимание исследователей должно быть по-прежнему обращено на изучение кровообращения в невесомости. Увеличенное кровенаполнение сосудов малого круга при отсутствии гидростатического давления теоретически может привести к спазму артериол, повышению давления в легочной артерии (рефлекс Китаева) и возрастанию нагрузки на правый желудочек. Поскольку это предположение согласуется с экспериментально полученными данными об увеличении центрального венозного давления у обезьяны в состоянии невесомости и с электрокардиографическими признаками возрастания нагрузки на правый желудочек при постельном режиме у человека, должна быть дана клинико-физиологическая оценка возможным последствиям этих циркуляторных сдвигов.

Вторая область касается нервно-рефлекторных и сенсорных изменений, связанных с состоянием невесомости или переходом к ней. Особое внимание уделяется случаям возникновения болезни движения, которая зависит главным образом от вестибулярных реакций на невесомость. Хотя во время космических полетов у нескольких космонавтов и отмечалось ухудшение самочувствия, их состояние в процессе воздействия невесомости восстанавливалось. Связь между индивидуальной подверженностью болезни движения на Земле и в невесомости еще неясна. Комбинированное воздействие невесомости в сочетании с другими условиями окружающей среды, такими, как микроклимат, сенсорный голод, ограничение подвижности и эмоциональные факторы, тоже пока неизвестно. В связи с этим необходимо изучить и проверить различные концепции и модели синергизма.

Третья область исследований касается процессов адаптации к невесомости, в частности оценки их динамики и возможных последствий. На основе экспериментальных и теоретических данных были определены различные системы и функции организма, которые вовлекаются в адаптационный процесс. Опыт наземных исследований с имитацией невесомости свидетельствует о том, что в течение 1–2 месяцев процесс адаптации в значительной мере стабилизируется, хотя одновременно увеличивается опасность новых ограничений, которые могут возникнуть в процессе самого полета. К этим ограничениям, по-видимому, следует отнести большую вероятность заболеваний, особенно связанных со снижением иммунитета, а также появление сдвигов в нервно-эмоциональной сфере. Изменения в реадаптационном периоде в качественном отношении, вероятно, не будут существенно отличаться от того, что уже известно по этому поводу. Количественная же выраженность ряда изменений (например, деминерализация костей, мышечная атрофия и т. д.) в случае, если не будут применены соответствующие профилактические меры, может возрасти. Впрочем, прогнозирование, основанное на результатах модельных экспериментов, несомненно, будет нуждаться в последующем уточнении и корректировке по результатам реальных полетов возрастающей продолжительности.

В настоящее время разработаны схематические модели процесса адаптации, в которых можно расположить многие уже имеющиеся данные в логической взаимосвязи. По мере получения новых сведений эти модели, безусловно, помогут уточнить роль пусковых механизмов, лежащих в основе процесса адаптации, и дадут, таким образом, важную информацию, необходимую для эффективной профилактики и терапии. Поскольку данные, полученные в лабораторных условиях и во время полетов, коррелируют между собой, можно определенно ответить на вопрос об адекватности и ценности экспериментов, имитирующих состояние невесомости, которые проводятся на Земле.

Четвертая область исследований включает разработку, испытание и совершенствование системы профилактики неблагоприятного влияния длительной невесомости на организм человека с целью повышения безопасности полета, работоспособности экипажа и эффективности космических миссий. На основании имеющихся данных можно сделать заключение, что степень адаптации космонавтов к невесомости и вытекающее из этого ухудшение переносимости гравитационных воздействий можно регулировать различными способами. Программа медицинских профилактических мероприятий, предусматривающая для длительных космических полетов комбинации эффективных защитных средств, может исключить необходимость искусственной гравитации на космических кораблях. Однако для своевременного применения и нормирования профилактических воздействий необходимо продолжить исследования по разработке оптимальных методов медицинского контроля за состоянием здоровья членов экипажа в предстоящих космических полетах.

Для получения недостающей информации по проблеме невесомости следует разработать соответствующую программу научных исследований и реализовать ее как в полетах, так и в наземных условиях. Необходимо создать более точную измерительную технику, соответствующее оборудование и приборы для исследований во время полетов, а также обосновать и внедрить в практику новые информативные функциональные пробы. Следует продолжить выявление биологических факторов, от которых зависит развитие процессов детренированности организма во время невесомости, а также восстановление его функций. Поскольку надежность «человеческого фактора» для продолжительных космических полетов так же важна, как и надежность космической техники, можно только надеяться, что научно обоснованные пути решения медико-биологических проблем, вытекающих из влияния длительной невесомости на организм человека, будут найдены и своевременно использованы.

Похожие статьи:

  1. Медико-биологические эффекты невесомости, процессы адаптации к отсутствию веса и реадаптации к наземным условиям В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий многообразные проявления...
  2. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...
  3. Воздействия пилотажных перегрузок на показатели крови Систематическое воздействие длительных перегрузок влияет на функциональное и морфологическое состояние...

автор admin \\ теги: , , , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.