Сен 29

Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки

Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного критерия переносимости. В связи с этим различают границы «выживаемости» и пределы физиологической устойчивости, оцениваемой по начальным признакам нарушений деятельности различных функциональных систем.

Естественно, что границы выживаемости определяются только в опытах на животных. Применительно к человеку рассматриваются субъективные и объективные симптомы оценки предела устойчивости. Верхний порог субъективной устойчивости представляет собой предел способности человека выдержать физический и эмоциональный дискомфорт, связанный с действием ускорений. Среди субъективных симптомов чаще всего встречаются нарушения зрения, болевые ощущения, усталость и резкие затруднения дыхания.

В тех случаях, когда критерием переносимости вынужденно избираются субъективные ощущения, исследование предела устойчивости весьма затруднительно.

При определении переносимости ускорений +GZ следует ориентироваться на появление серой (grayout) или черной пелены (blackout), что является достоверным предвестником обморока. При ускорениях — GZ таким критерием служит головная боль и слезотечение. При ускорениях — GZ в качестве критерия указывается также нарушение зрения в виде красной пелены, которую наблюдали некоторые летчики при полетах на самолете. Вместе с тем в процессе многолетней работы на центрифуге симптом красной пелены не удалось выявить ни советским, ни американским исследователям.

При поперечных ускорениях лимитирующими симптомами могут быть расстройства зрения, диспноэ, дискомфорт и боли, которые практически не поддаются стандартной оценке. Даже такой значимый критерий, как серая пелена, вариабелен как у разных людей, так и у одного и того же человека в разные дни. В единичных случаях множественные петехиальные кровоизлияния вследствие повышенной проницаемости сосудов различной этиологии могут лимитировать дальнейшее проведение исследований с воздействием ускорений.

Главными объективными показателями для прекращения воздействия являются расстройства сердечной деятельности и дыхания, нарушение способности человека осуществлять управление летательным аппаратом и появление признаков предобморочного состояния.

Критические состояния организма (потеря сознания, коллапс, резкие изменения сердечной деятельности, кровоизлияния в органах, ателектаз легких и т. п.) в определенных ситуациях могут возникнуть при действии ускорений и в этом смысле характеризуют возможность «выживания» человека.

В качестве объективных критериев переносимости человеком ускорений наиболее часто используют показатели, связанные с расстройством зрения: отсутствие ответов на световые сигналы [98, 132, 175, 176, 184, 185], симптомы нарушения глазодвигательной реакции, предшествующие черной пелене, прекращение слежения за заданным объектом [125] и др.

Следует различать основные, или ведущие, дополнительные и прогностические критерии переносимости ускорений. Так, при действии продольных ускорений + GZ ведущими, или основными, критериями устойчивости являются зрительные нарушения в виде серой или черной пелены, отсутствие реакции на световые сигналы, свидетельствующее о близости полной потери работоспособности и сознания. Снижение систолического давления в сосудах ушной раковины до 50—40 мм рт. ст., исчезновение или резкое падение осцилляции ушного пульса у подавляющего большинства людей предшествуют потере зрения. Поэтому данные показатели могут быть отнесены в разряд прогностических критериев [97].

При поперечных ускорениях + GZ, когда инерционная составляющая по оси «голова — таз» равна 40% и более от общей величины ускорения, зрительные нарушения также являются основными критериями оценки устойчивости. При небольшой величине инерционной составляющей + GZ (10—20%) основным и достоверным критерием достижения предела переносимости ускорений + GX являются расстройства сердечной деятельности в виде относительной брадикардии, сочетающейся с другими нарушениями сердечного ритма, потерей зрения и диспноэ [52].

Важно отметить, что критерии или симптомокомплекс признаков, на основании которых производится оценка устойчивости к ускорениям, могут быть формально одинаковыми для той или иной позы, но в то же время иметь различную значимость для организма. Так, например, при воздействии поперечных ускорений + GX и позе испытуемого с углом наклона спинки кресла 25° и 10° (от горизонтали) могут возникнуть отчетливые зрительные нарушения вплоть до полной утраты зрения. В первом случае они предшествуют потере сознания, а во втором — на фоне полной потери зрения человек может перенести в 1,5 раза большие величины ускорений + GX, продолжая выполнять определенные операции при поступлении информации по слуховому каналу [9]. Следовательно, один и тот же симптом _ зрительные расстройства — в первом случае сигнализирует об опасности для жизни, во втором — для работоспособности. Поэтому при рассмотрении устойчивости человека к действию поперечных ускорений с точки зрения оценки состояния основных жизненно важных функций, а не работоспособности, этот критерий в одних условиях может быть основным, ведущим, а в других — дополнительным или прогностическим, и наоборот.

Устойчивость человека к действию ускорений определяется рядом физических и физиологических факторов.

Рис. 1. Устойчивость человека к действию ускорений различного направления (R. M. Chambers [138])

Средние данные:

+ GZ — голова — таз;

— GZ — таз — голова;

+ GX — грудь — спина;

— GX — спина — грудь (направление инерционных сил)

Среди физических факторов существенное значение имеют величина ускорений, длительность воздействия, направление результирующего вектора ускорения по отношению к продольной оси тела, градиент нарастания ускорения, характер режима воздействия («плато» или «пик»), использование защитных систем и креплений тела, положение тела и конечностей и условия внешней среды (температура, барометрическое давление, газовый состав атмосферы и др.).

Среди физиологических факторов наиболее важное значение следует придавать индивидуальной устойчивости, которая в свою очередь зависит от состояния здоровья, возраста и тренированности, психологической подготовки и мотивации.

Допустимые величины и длительность действия ускорений определяют, исходя из их физиологической переносимости и того влияния, которое оказывают ускорения на способность человека выполнять функции управления летательным аппаратом. Физиологические пределы выносливости и пределы работоспособности могут быть связаны между собой, но не обязательно равны. Как правило, работоспособность ухудшается раньше достижения предела устойчивости.

Достаточно обширные исследования, проведенные в этом направлении, позволили довольно точно определить пределы устойчивости человека к действию ускорений различного направления в зависимости от величины и длительности их действия (рис. 1).

Наименее устойчив человек к действию «продольных» ускорений — GZ, инерционные силы которых направлены вдоль оси от таза к голове, и наиболее устойчив к поперечным ускорениям + GX, инерционные силы которых направлены от груди к спине.

Физиологическая переносимость ускорений ограничена главным образом реакциями организма на перераспределение крови, механическое затруднение дыхания, смещение и деформацию внутренних органов. Чем больше величина составляющей ускорения совпадает с направлением основных магистральных сосудов тела, проходящих вдоль позвоночника, тем нарушения со стороны общей гемодинамики выражены сильнее. Вследствие этого при действии ускорений, направленных вдоль продольной оси тела, перераспределение крови достаточно быстро приводит к появлению признаков нарушения мозгового кровообращения, что и лимитирует продолжение воздействия.

При поперечных ускорениях изменения со стороны общей гемодинамики существенно меньше. Этим по существу и был определен выбор позы для космонавтов применительно к действию ускорений во время взлета космического корабля и спуска его на Землю.

Благодаря многочисленным исследованиям установлено, что по переносимости ускорений наиболее оптимальным следует считать направление + GX, когда инерционные силы действуют от груди к спине.

Предел выносливости при строго поперечном направлении ускорений оказался невысоким. Загрудинные боли и диспноэ лимитировали достижение больших величин ускорений.

По данным Е. Р. Боллинджер [119], при действии ускорений + GX в положении строго на спине предел устойчивости, оцениваемый по болям и диспноэ, был на уровне +8 GX. Приподнимание головы и грудной клетки давало отчетливый положительный эффект — устойчивость возрастала, а боли и диспноэ уменьшались. Вместе с тем создание того или иного угла наклона головы и туловища влекло за собой приложение инерционной силы в направлении продольной оси тела и появление связанных с этим симптомов нарушений зрения и сознания.

Следовательно, необходимо было найти такое оптимальное положение тела, которое обеспечивало бы разумный компромисс между физическими возможностями человека и технически рациональными режимами ускорений. Начался поиск оптимальной позы применительно к космическим полетам.

Е. Р. Болинджер [119], С. Бондюрант и соавт. [128] и другие исследователи целенаправленно изучали устойчивость человека к действию поперечных ускорений при различных позах тела.

По данным С. Бондюрант [128], устойчивость к ускорениям + GX оказывалась выше при наклоне спинки кресла 65—70° к вектору ускорения (или 25—20° от горизонтали) при позе с коленями, расположенными на уровне глаз, и ногами, укрепленными в опорном кресле. При выпрямленных конечностях сильная боль в коленях ограничивала устойчивость.

Однако при этой позе основные нарушения физиологических систем организма, лимитирующие устойчивость человека к действию ускорений, были весьма близки к расстройствам, характерным для продольных ускорений + GZ в связи с большой величиной продольной составляющей по оси + GZ. Пределы выносливости при этом, как правило, не превышали + 12GX.

Чтобы уменьшить эффект составляющей по оси «голова — таз», были испытаны кресла с малыми углами подъема спинки 2—12° [10, 57, 141, 148]. В этих условиях при быстром нарастании ускорений оказалось возможным достичь больших величин воздействия.

По данным К. К. Кларк и др. [141], Н. П. Кларк, А. С. Хайд и др. [143], при вращении в кресле с плоскими опорными поверхностями была достигнута величина + 20,0 GX при моделированном по форме тела кресле + 25,0 GX (скорость нарастания ускорений составляла 1,0—1,2 g/сек). Следовательно, придание человеку более горизонтального положения в кресле расширяло границы устойчивости и рассматривается большинством исследователей как оптимальная поза [ 10, 26,57, 176,177].

Применительно к действию перегрузок направления + GX оказалось удобным ввести понятие об эффективном физиологическом угле (рис. 2). Этот угол представляет собой сумму трех углов: угла кресла (SA), угла между вертикалью корабля и результирующей силы ускоряемого аппарата (є) и аорто-ретинального угла (ARA). Сумма первых двух углов образует угол наклона спинки кресла к вектору ускорения. Ретино-аортальный угол определяется с помощью боковой рентгенографии грудной клетки и заключен между линиями «центр сердца — сетчатка глаза» и продольной анатомической осью тела (+ GZ).

Величина этого угла составляет в среднем 15° с колебаниями от 13 до 18°. Аорто-ретинальному углу придается большое значение, так как он изменяет направление и величину составляющей ускорения, которая является причиной возникновения зрительных расстройств (так называемая эффективная ретино-аортальная составляющая + GZ).

Рис. 2. Расположение космонавта и терминология, предложенная центром пилотируемых космических кораблей NASA (W. С. Alexander et al. [115])

ARA — аорто-ретинальный угол;

ARP — аорто-ретинальная плоскость;

Е — угол между результирующим вектором ускорения и вертикалью корабля;

RFV — результирующий вектор ускорения;

SH — горизонталь корабля;

SV — вертикаль корабля;

VP — плоскость позвоночного столба;

SA — угол наклона спинки кресла;

ЕРА — эффективный физиологический угол = SA + E + ARA

По этой причине величина эффективного физиологического угла позволяет прогнозировать предел устойчивости по зрительным нарушениям в зависимости от угла наклона спинки кресла (рис.3).

Как видно из рис. 3, величина эффективной ретино-аортальной составляющей + GZ мало меняется при изменении угла наклона спинки кресла в пределах 60—90° от горизонтали.

Интересно отметить, что при угле наклона спинки кресла 0° существует возможность возникновения расстройств зрения вследствие наличия эффективной ретино-аортальной составляющей + GZ.

С учетом приведенных данных оказалось, что положение человека в горизонтальном кресле, при угле SA + e, равном 8—12°, с бедрами, согнутыми так, что колени подняты на высоту глаз, представляет собой наилучший компромисс для переносимости космонавтами ускорений + GX.

Так, в «Аполлоне» угол наклона спинки кресла (SA — 2° и є — 6,5°) составляет 8,5°.

Устойчивость человека к действию ускорений + GX зависимости от величины воздействия и позы представлена на рис. 4.

Применительно к реальным условиям полетов в настоящее время наиболее изучена переносимость ускорений пикообразного характера. Профили максимально переносимых ускорений + GX различных режимов представлены на рис. 5, 6. Пунктирная линия на рис. 5 заключает множество возможных профилей ускорений, связанных с космическими полетами; все они в границах этого пространства, по данным экспериментальных исследований, переносимы [125, 139, 143, 144, 148, 191].

Значение скорости нарастания ускорений чрезвычайно велико. Применительно к действию «продольных» ускорений + GZ установлено, что с увеличением скорости нарастания ускорений устойчивость организма к ним в основном уменьшается [124]. На основании экспериментального материала А. М. Столл [230] составил номограмму, которая показывает ожидаемое время появления серой пелены при заданном плато ускорений + GZ скорости их нарастания (рис. 7).

При действии поперечных ускорений + GX, наоборот, медленные скорости нарастания укорачивают величину и время устойчивости организма [128]. Противоположные эффекты скорости нарастания ускорений этих двух направлений ( + GZ и + GX) следует, вероятно, объяснить значимостью для организма изменений со стороны общей гемодинамики за счет инерционной силы направления «голова — таз». В первом случае она играет главную роль, во втором — второстепенную. Медленное нарастание ускорений позволяет организму полнее развернуть и использовать компенсаторные реакции. Поэтому при действии продольных ускорений + GZ это помогает предотвратить или отодвинуть наступление критических ситуаций, связанных в первую очередь с нарушением мозгового кровообращения. При действии поперечных ускорений + GX угроза возникновения таких ситуаций существенно меньше, а увеличение скорости нарастания ускорения позволяет получить выигрыш по величине и времени воздействия без опасения потери человеком сознания.

Эффективность использования различной скорости нарастания ускорений + GX применительно к условиям космических полетов при оптимальной позе в моделированном кресле представлена на рис. 8.

Рис. 3. Величины векторов +GZ и + GX ускорений в процентах для любого заданного угла наклона спинки кресла (A. S. Hyde [176])

Абсцисса — угол наклона спинки кресла в градусах от горизонтали; ордината — величина составляющих (в % от результирующего вектора ускорения)

Рис. 4. Время переносимости человеком поперечных ускорений + GX в зависимости от угла наклона спинки кресла (А. С. Барер и др. [10], А. Р. Котовская и др. [52, 57])

Как видно из рисунка, увеличение нарастания ускорений позволяет достичь больших величин воздействия: при 0,1 g/сек — +12,0 GX, при 0,2 g/сек — +14,0 GX и при 1,0 g/сек — +26,0 GX.

Результаты исследований свидетельствуют о том, что общая продолжительность воздействия поперечных ускорений является не менее важным фактором, чем их величина. Предельно переносимая величина воздействия возрастала с увеличением градиента нарастания ускорений от 0,1 g/сек до 1,0 g/сек.

Рис. 5. Максимально переносимые профили ускорений (R. М. Chambers [139])

1 — профилированное ложе;

2 — сетчатое ложе;

3 — кривые пиковых значений

Рис. 6. Некоторые профили переносимых человеком ускорений трехступенчатой ракеты, достаточные для достижения орбитальной скорости (Н. Preston-Thomas et al. [211])

Это являлось следствием сохранения времени действия больших по величине ускорений и абсолютного уменьшения времени самого воздействия в целом.

Устойчивость человека к действию ускорений — GX, инерционные силы которых направлены от спины к груди, изучены значительно хуже, и количество публикаций по этому вопросу ограниченно [128, 142, 143, 161].

Наиболее сложной проблемой при действии ускорений этого направления является обеспечение фиксации тела и оптимальных условий взаимодействия с опорой. Положение тела и системы фиксации в основном определяют устойчивость человека к этим ускорениям (рис. 9).

Затруднения дыхания при ускорениях — GX меньше, чем при ускорениях + GX. Однако вследствие того, что давление направлено вперед на привязную систему, уже при ускорениях величиной —8 GX возникают боль и дискомфорт. Существенное значение при ускорениях — GX придается положению головы. При наклоне головы кпереди проявляется гидростатический эффект на деятельность мозга, и вследствие этого переносимость ускорений — GX оказывается еще ниже.

Другая значительная особенность при этих ускорениях — это нарушения зрения (затуманивание, падение остроты зрения), возникающие, вероятно, в результате обильного слезотечения.

В литературе имеются многочисленные данные, свидетельствующие о значительных индивидуальных колебаниях уровня устойчивости человека к ускорениям.

Индивидуальная устойчивость к ускорениям определяется исходным функциональным состоянием, возрастом, здоровьем, степенью и характером развития мышечной системы, тренированностью к ускорениям.

При действии продольных ускорений + GZ, по данным П. М. Суворова [96], наиболее низкая устойчивость и в то же время высокая лабильность физиологических реакций наблюдается в возрасте 20—24 лет (5,6±0,03 GZ), к 30—39 годам переносимость ускорения +GZ возрастает на 0,5 g (6,1 ±0,1 GZ) и вновь снижается (на 0,4 g) в возрасте 40—49 лет (5,7 ±0,1 GZ). Важно отметить, что с возрастом устойчивость к ускорениям становится более стабильной с меньшим диапазоном колебаний. По-видимому, более низкая устойчивость к ускорениям в возрасте 20—24 лет по сравнению с другими возрастными группами может быть объяснена известной лабильностью в этом возрасте нервно-гуморальных механизмов регуляции. Наоборот, снижение устойчивости к ускорениям в возрасте 40—49 лет, по мнению П. М. Суворова, зависит от старения организма и наличия сопутствующих отклонений, свойственных этому возрасту.

Применительно к действию поперечных ускорений +GX собственный многолетний опыт показывает, что четкой зависимости в переносимости человеком ускорений + GX от возраста обнаружить не удалось.

Рис. 7. Номограмма зависимости скорости нарастания ускорения и времени появления «серой пелены» (grayout) (A. M. Stoll [230])

Рис. 8. Устойчивость человека к действию поперечных ускорений +GX пикообразного типа при различной скорости нарастания 1g/сек, 0,2g/ сек и 0,lg/ сек (А. С. Барер и др. [10]; А. Р. Котовская [52])

а — величины ускорения, при которых наступает расстройство зрения;

б — устойчивость после тренировки на центрифуге

Рис. 9. Устойчивость человека к действию поперечных ускорений — GX (О. Н. Gauer, G. D. Zuidema [160])

1 — положение «скорчившись» с фиксацией туловища и головы;

2 — положение «скорчившись» в костюме с фиксацией головы, тела и конечностей;

3 — положение «навзничь» на сетчатой опоре

Эффективность развития приспособительных реакций организма к действию ускорений определяется также и степенью тренированности. Устойчивость к ускорениям + GZ у летчиков в среднем на 0,5 g выше, чем у людей других профессий.

Различные отклонения в состоянии здоровья также имеют большое значение. По данным П. М. Суворова и др. [97, 99], наиболее низкая устойчивость к ускорениям + GZ встречалась среди лиц, имеющих признаки сосудисто-вегетативной дистонии. Основной причиной пониженной переносимости у них является нарушение регуляции сосудистого тонуса. Напротив, у лиц с гипертонической болезнью I степени устойчивость к ускорениям + GZ оказывается выше, чем у лиц с сосудисто-вегетативной неустойчивостью. Это достигается соответствующим повышением тонуса сосудов, что обеспечивает благоприятные условия для поддержания артериального давления на высоком уровне.

Мышечная система имеет большое значение в развитии компенсаторных реакций организма [5, 232]. При включении мышечного напряжения порог появления черной пелены у летчиков при действии продольных ускорений повышается на 1,0—2,0 g [241]. Напряжение мышц брюшного пресса, нижних конечностей и плечевого пояса повышает устойчивость организма к ускорениям в среднем на 1,5—1,8 g.

Указанный эффект связан, по-видимому, не только с более благоприятным для организма типом перераспределения циркулирующей крови в период воздействия, но зависит и от рефлекторных влияний на деятельность сердечнососудистой системы [87, 97,129,130, 210,232].

Состав окружающей газовой среды может изменить устойчивость человека к действию ускорений. Гипоксия и повышенное содержание кислорода оказывают влияние на выносливость человека к действию продольных ускорений [65, 132, 160, 161, 170].

Известно, что компенсируемые организмом величины гипоксии (до высот 3—4 км) существенно не влияют на уровень переносимости ускорений [154, 161]. Более значительная гипоксия приводит к снижению устойчивости к ускорениям [61, 124].

Ухудшение переносимости поперечных ускорений + GX было показано А. С. Барером и др. [11], изучавшими суммарное действие гипоксии и ускорений.

Существенное значение имеет и другой фактор газовой среды — содержание СО2 во вдыхаемом воздухе. М. Маттес [202], З. Руфф [216] наблюдали повышение устойчивости к продольным ускорениям + GZ на 0,5 g при дыхании воздухом, содержащим 4—6% СО2. Повышение устойчивости к поперечным ускорениям (+ GX) наступало при 10-минутном дыхании воздухом с 3%-ным содержанием СО2, а при длительном, 4-часовом дыхании этой смесью наступало ухудшение переносимости ускорений [21]. Скудные данные о влиянии газовой среды на переносимость человеком ускорений требуют дальнейших разработок. Это важно потому, что в герметически замкнутых кабинах космических кораблей не исключена вероятность изменения состава газовой среды в аварийных ситуациях.

Роль температурного фактора изучена только применительно к действию продольных ускорений + GZ. Пребывание человека в условиях высокой температуры окружающей среды ( + 55o – +70o С) способствовало снижению его устойчивости к ускорениям +GZ в среднем на 0,5-1,0 g [133, 172, 201]. Одновременное воздействие повышенной температуры (40° С) и ускорений (+3 GZ — 2 мин. и +4 GZ — 1 мин.) приводило, по данным П. Рота [215], к ухудшению психомоторной деятельности человека, оцениваемой по времени реакции на световые сигналы, и росту количества ошибок. Острая потеря воды и перераспределение крови за счет расширения поверхностных сосудов, очевидно, может сказаться на объеме циркулирующей крови и тем самым ухудшить состояние сердечнососудистой системы организма [213].

Рис. 10. Величины ускорений в зависимости от угла вхождения космического корабля в плотные слои атмосферы при спуске (С. С. Clark, R.F.Gray [141])

В исследованиях Э. Гринлифа, М. Мэттера и др. [172] специально изучалось влияние дегидратации (до 3,6% потери веса тела) на переносимость человеком ускорений + Gz. Авторами установлено, что потеря воды приводила к снижению времени переносимости ускорений + GZ на 15—20%. Вместе с тем не обнаружено корреляции между процентом потери веса тела, общим объемом крови, объемом плазмы и временем выносливости ускорений.

Влияние пониженной температуры на переносимость человеком ускорений + GZ изучена Э. Э. Мартином и Дж. П. Генри [201]. При температуре кожи в области стопы 25° С отмечено незначительное недостоверное повышение устойчивости к ускорениям на + 0,4 g по сравнению с комфортными условиями.

В условиях космического полета ускорения могут воздействовать на организм человека в комплексе с другими факторами полета (измененная газовая среда, температура, радиация и др.). Влияние этих факторов по времени может быть кратковременным или постоянным в течение полета. Естественно, что конечный результат комбинированного воздействия зависит от временных и силовых соотношений действующих факторов.

Особое место среди факторов космического полета занимает невесомость.

В связи с планированием длительных космических полетов первостепенное значение приобрел вопрос о переносимости космонавтами ускорений, возникающих во время спуска корабля на Землю после длительной невесомости. Важность этой проблемы велика потому, что, с одной стороны, к концу полета возможна известная астенизация организма, с другой — ускорения при вхождении корабля в плотные слои атмосферы могут достигать значительных величин (рис. 10). От переносимости космонавтами ускорений на заключительном этапе полета в конечном итоге зависит успешность всей экспедиции в целом.

Большим числом исследований показано, что уменьшение гравитационных влияний (длительное пребывание в горизонтальном положении) и ограничение подвижности значительно ухудшают устойчивость человека к ортостатическим воздействиям вплоть до развития предколлаптоидного и коллаптоидного состояния. Применительно к действию ускорений после предшествующего пребывания в невесомости количество исследований ограниченно. Э. Бекман и др. [122], Д. Е. Грейвлан и др. [168, 169], В. Г. Бенсон и др. [125] отмечали ухудшение устойчивости человека к действию продольных + GZ ускорений после многочасового пребывания в воде. Снижение предела устойчивости при этом составляло 0,50—0,62 GZ.

При действии поперечных GX ускорений пикообразного типа с максимальной величиной 8,0 g Э. Бекман и др. [122] также выявили ухудшение переносимости ускорений (недостоверное), оцениваемое по тесту компенсаторного слежения. П. Б. Миллер, С. Д. Леверетт [203] изучали переносимость ускорений применительно к штатной позе космонавтов в корабле типа «Джемини». После 28-суточного пребывания в условиях строгого постельного режима 22 испытуемых подвергались воздействию поперечных ускорений + GX с пиком 10,6 g по графику спуска корабля «Джемини» на Землю. Авторам не удалось обнаружить достоверной разницы в уровне индивидуальной устойчивости, оцениваемой по нарушению центрального зрения. В то же время авторы отметили увеличение напряжения физиологических систем на воздействие ускорений по сравнению с исходными данными (частота пульса увеличилась на 35±20 уд/мин).

По данным А. Р. Котовской и др. [52, 56], после трехсуточного пребывания в состоянии гипокинезии (имитированные эффекты невесомости) переносимость ускорений практически не изменялась. Увеличение сроков гипокинезии приводило к снижению устойчивости к ускорениям + GX. При этом зрительные нарушения возникали при меньших величинах воздействия, чем обычно (при + 11,6±0,45 GX и +13,6±0,35 GX соответственно) и выступали на первый план [52].

Субъективно воздействие ускорений после имитированной невесомости переносилось всеми испытуемыми заметно тяжелее. Отмечались мышечная слабость при статическом напряжении, более затрудненное дыхание и раннее возникновение зрительных расстройств вплоть до полной потери зрения. Достижение равнозначных величин ускорений во всех случаях после гипокинезии сопровождалось более высоким функциональным напряжением физиологических систем организма, чем при исходных испытаниях. Наиболее типичными особенностями со стороны сердечнососудистой системы было усиление тахикардии с последующим более ранним развитием брадикардии. Величина ускорения + GX, при которой возникало прогрессирующее урежение сердечной деятельности после гипокинезии, была на 2,8 g ниже, чем при обычном режиме жизни (при +11,2±1,05 GX и +14,0±0,86 GX соответственно).

Для периода последействия наиболее характерным являлось длительное и фазное течение процесса нормализации артериального давления: наступали периоды снижения пульсового давления, иногда весьма значительного, главным образом за счет повышения диастолического. Важно отметить, что на этом фоне в периоде последействия у отдельных испытуемых возникали боли в области сердца, требовавшие врачебной помощи [52]. Прием фармакологических веществ спазмолитического действия снимал эти боли. Нарушение регуляции сосудистого тонуса в этой ситуации могло играть определяющую роль. Следует подчеркнуть практическое значение полученных данных с точки зрения прогнозирования состояния космонавтов после приземления и определения объема необходимой медицинской помощи.

В связи с удлинением сроков космических полетов чрезвычайно важно определение зависимости изменения устойчивости человека к ускорениям от длительности пребывания в невесомости.

По данным А. Р. Котовской и Р. А. Вартбаронова [52, 53], строгой корреляции между степенью снижения устойчивости к ускорениям + GX и длительностью моделированной невесомости не наблюдалось.

После 7—20-суточной гипокинезии переносимость ускорений + GX снизилась в среднем на 2,2 g. Увеличение сроков моделированной невесомости до 100 суток не приводило к дальнейшему снижению предела устойчивости к ускорениям (рис. 11, табл. 2). Это положение подтверждалось также результатами анализа физиологических реакций человека. Имеется основание предполагать, что в процессе постельного режима адаптация к условиям гипокинезии и степень астенизации организма, оцениваемая по переносимости ускорений + GX, не прогрессирует с увеличением срока этого режима.

Следует выделить две фазы изменения реактивности организма по отношению к ускорениям. Первая фаза характеризуется снижением устойчивости к ускорениям. Вторая фаза — это фаза относительной стабилизации, когда переносимость ускорений, хотя и остается сниженной по сравнению с исходным уровнем, но с удлинением сроков гипокинезии не прогрессирует, а сохраняется на уровне, соответствующем 7—20-му дням гипокинезии.

Установлена принципиальная возможность снижения неблагоприятных последствий условий, имитирующих невесомость, с помощью физической тренировки и фармакологических средств на последующую переносимость ускорений + GX. Более эффективным оказалось использование комплекса указанных мер защиты, чем каждого мероприятия в отдельности (табл. 3).

Рис. 11. Изменение переносимости человеком поперечных ускорений + GX после имитированной невесомости различной длительности (А. Р. Котовская [52])

1 — при позе с углом наклона спинки кресла 10°;

2 — 25о (от горизонтали)

Таблица 2. Изменение устойчивости человека к действию поперечных ускорений + GX после имитированной невесомости различной длительности (А. Р. Котовская [52])

Срок «невесомости», сутки Предельная величина ускорения + GX (М ± m) Средняя разница, ΔG Крайние значения предельной величины + GX после «невесомости» Общая оценка изменения устойчивости
до после
7-20 13,8±0,40 11,6±0,45 —2,2±0,4** 9,8-12,9 Снижение
60-70 12,6±0,45 10,5±0,65* 2,1±0,4** 9,3-14,6 Снижение
100 15,2±0,60 13,0±1,1 —2,2±1,6 10,9-14,2 Снижение
Среднее 13,8±0,40 11,6±0,45** —2,2±0,4** - Снижение

Примечание. Режим ускорений пикообразный с градиентом нарастания — 0,2 g/сек. Поза — угол наклона спинки кресла 10° от горизонтали. Приведены предельные величины ускорений, при которых наступали первые признаки нарушений физиологических функций. В последней графе табл. 2 и 3 общая оценка устойчивости дана с учетом величины переносимой перегрузки и выраженности физиологических реакций.

*          Р<0,05.

**        Р <0,01.

Предел переносимости человеком ускорений после имитированной невесомости при использовании указанных мер защиты оставался таким же, как при фоновых исследованиях.

Однако эта переносимость перегрузок достигалась ценой большого напряжения физиологических систем организма. Наибольшие изменения оставались со стороны сердечнососудистой системы. Это свидетельствовало о том, что применяемые профилактические мероприятия не ликвидировали полностью состояния детренированности.

В генезе изменений переносимости человеком поперечных ускорений + GX после невесомости ведущая роль принадлежит прежде всего гиподинамическому и гидростатическому факторам. Уменьшение массы мышц, их силы и выносливости, детренированность сердечнососудистой системы, перестройка нейрогуморальной регуляции физиологических функций и другие изменения следует считать в конечном счете причиной заметного снижения устойчивости к действию поперечных ускорений.

Применительно к условиям реальных космических полетов следует иметь в виду, что в невесомости возможно развитие вестибуловегетативных расстройств, заболеваний, утомления и появления других непредвиденных обстоятельств и моментов, которые могут также сказаться на устойчивости человека к действию ускорений на конечном этапе полета к Земле.

Данные реальных полетов американских и советских космонавтов не позволили обнаружить серьезные нарушения работоспособности и переносимости ускорений подобно тем, которые наблюдались в модельных экспериментах. Однако нельзя исключить, что при более длительных полетах детренирующее влияние невесомости все же проявится более резко, если не будут найдены соответствующие профилактические средства.

Сдвиги физиологических показателей, имеющие нервно-эмоциональное происхождение, возникали еще в невесомости перед спуском космических кораблей. К концу полета у космонавтов регистрировали учащение пульса и дыхания, что, по всей видимости, было обусловлено ожиданием спуска как наиболее ответственного, заключительного этапа полета.

Физиологические реакции на участке спуска при торможении корабля в плотных слоях атмосферы, как правило, были более выраженными, чем при выведении на орбиту. По заявлениям большинства космонавтов, ускорения на участке спуска субъективно переносились заметно тяжелее по сравнению с такими же режимами на центрифуге [25, 55].

Частота сердечных сокращений и дыхания была на более высоком уровне, чем при тех же графиках ускорений на центрифуге. У некоторых советских и американских космонавтов частота пульса достигала 168-190 уд/мин.

В ряде случаев на участке спуска в первых полетах у космонавтов отмечены кратковременные нарушения зрения. Такие расстройства зрения не возникали при воздействии тех же режимов ускорений на центрифуге.

Таблица 3. Изменение устойчивости человека к действию поперечных ускорений + Gx после имитированной невесомости длительностью 60—100 суток при использовании различных мер профилактики (А, Р. Котовская [52])

Срок «невесомости», сутки Методы профилактики Предельная величина ускорения + GX (М ± m) Средняя разница, ΔG Общая оценка изменения устойчивости
до после
60-70 Физическая тренировка 12,6±0,55 12,5±0,55 —0,1±0,6 Снижение
70 Фармакологические средства 11,5±0,8 11,8±0,4 +0,3±0,4 Снижение
100 Физическая тренировка + фар­макологические средства 13,4±1,3 13,1±1,45 —0,3±0,2 Снижение
60-100 Среднее 12,6±0,5 12,5±0,45 —0,1±0,3 Снижение

Примечание. Сдвиги переносимости ускорений до и после «невесомости», а также между группами, недостоверны. Фармакологические средства: секуринин, кофеин, фенамин. Остальные примечания те же, что и к табл. 2.

Развитие серой пелены у космонавтов в период спуска может свидетельствовать о детренирующем влиянии условий орбитального полета на сердечнососудистую систему. Эти данные побуждают к более широкому исследованию устойчивости человека к действию ускорений после предшествующего пребывания в невесомости.

Похожие статьи:

  1. Сердечнососудистая система Нарушения в системе кровообращения во время действия ускорений по сравнению...
  2. Медико-биологические эффекты невесомости, процессы адаптации к отсутствию веса и реадаптации к наземным условиям В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий многообразные проявления...
  3. Зрительный анализатор Известно, что надежность работы космонавта в значительной степени зависит от...

автор admin \\ теги:



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.