Авг 28

Основы гравитационной биологии

Изучение гравитации играло большую роль в развитии физической науки. Во времена Аристотеля оно явилось началом физики, а позже исследование гравитации Галилеем и Ньютоном в XVII веке создало основу  современной физической науки [220].

Представление о биологическом действии гравитации развилось гораздо позже.  Первым из эффектов гравитации на организмы было обнаружено явление геотропизма. В 1806 г. Т. Найт [134] построил небольшую центрифугу, приводимую в движение водой, и поместил по ее периметру прорастающие семена бобов. При ускорениях в 1, 3, 5 и 10 G растения росли преимущественно в  направлении воздействия ускорения, а не по вектору силы земного притяжения. Найт пришел к заключению, что центробежная сила оказала влияние на растения, определяя направление их роста. Несколько позже Пиорри [174]  исследовал влияние земной гравитации на  кровообращение. Он использовал реакцию  пациентов на горизонтальное и вертикальное  положение тела, чтобы отдифференцировать кровоизлияние в мозг от обморока, что было довольно актуальным, поскольку в то время для лечения инсульта применялось  кровопускание.

Опыты на животных были начаты Селатом в 1876 г. Сначала он исследовал влияние позы — головой вверх или вниз — на объем мозга, частоту ударов сердца и частоту  дыхания (у собак, а затем у детей). Далее в опытах на кроликах он обнаружил, что если их держать вертикально, они погибают от  недостаточности кровообращения и дыхания в  течение времени от 15 мин. до 2 час. Затем [188] он приспособил установку, которую его учитель Марей использовал при серийном фотографировании движений крыльев у птиц, для центрифугирования мелких животных. Селат разработал аппаратуру для измерения сердечно-легочных показателей при  вращении на центрифуге и обнаружил, что  эффекты ортостатической гипотензии могут быть воспроизведены при помощи центробежных сил. Приблизительно в это же время  Циолковский сконструировал центрифугу и  изучал устойчивость к ускорениям у насекомых (200 G) и цыплят (5 G) с целью определить допустимые технические характеристики  ракет для космических полетов [20]. Систематическое научное исследование  физиологических эффектов острого воздействия ускорений началось около 1917 г., когда Гарсо во Франции изучал сдвиги со стороны  кровообращения у собак, вращаемых на  центрифуге [30]. У летчиков при вращении  самолета во время состязаний по пилотажу отмечалось появление серой и черной пелены перед глазами [32, 177]. Интерес к  центробежным силам быстро возрастал, и в течение десятилетия было построено несколько  центрифуг с большим диаметром, которые и были использованы для исследований по  авиационной медицине [97]. После 60-летнего  перерыва возобновились эксперименты с животными с целью исследования физиологии и  патологии организма под влиянием экстремальных ускорений [52, 151]. Вызванный авиацией интерес к  ускорениям ограничивался кратковременным их действием, когда перегрузка длилась не более нескольких минут. Интерес к  продолжительным воздействиям вращения на центрифуге, имитирующим возрастание гравитации, появился позже в предвидении освоения  космоса. В 1951 г. Габер и Гератеволь рассмотрели потенциальные проблемы продолжительного космического полета и различные пути его имитации и изучения. В 1953 г. Метьюз [145] сообщил  результаты годичного воздействия на крыс ускорений 3G и 6 G. Далее программа исследований хронического воздействия ускорений  получила развитие в Соединенных Штатах Америки и в других странах и имела своей целью  изучение эффектов имитированных изменений гравитации. Но в настоящее время число  таких исследований не превышает полутора  десятков. Изучение воздействия невесомости на животных при полете по орбите вокруг  Земли началось в 1957 г. при запуске собаки Лайки на втором искусственном спутнике Земли [5]. Итак, гравитационная биология существует как экспериментальная наука только с 1950-х годов. Очевидно, постоянство гравитации и невозможность изменить ее в течение  существенного отрезка времени на Земле явились препятствием к более раннему ее  исследованию. В физических системах короткие  периоды невесомости, имеющие место при  свободном падении, были достаточны для  успешного изучения. Однако в биологических  системах необходимы более длительные периоды воздействия, чтобы вызвать существенные  изменения. Если бы гравитация была так же изменчива, как многие другие факторы  среды, ее эффекты было бы легче понять.

Похожие статьи:

  1. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...
  2. Характеристики движения космонавтов в скафандрах в условиях невесомости и лунной гравитации – результаты Результаты Данные о влиянии одежды и гравитации, преодолении ирисовой диафрагмы...
  3. Физиологическое и патологическое действие ударных ускорений Большинство исследований по изучению действия ударных ускорений на организм человека...

автор admin \\ теги:



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.