Factorii care au cel mai semnificativ efect asupra stării corpului uman în zborurile spațiale includ: 1) accelerații și suprasarcini cauzate de acestea în fazele active ale zborului (în timpul decolării unei nave spațiale și în timpul coborârii); 2) imponderabilitate; 3) influențe stresante, în special emoționale.
În plus, starea astronauților este influențată de modificări ale ritmului perioadei zilnice, izolarea senzorială în grade diferite, un habitat închis cu trăsături de microclimat, periodic o oarecare praf de atmosferă artificială a unei nave spațiale, zgomot, vibrații etc. Impactul radiațiilor ionizante este luat în considerare atunci când se furnizează navelor spațiale protecție împotriva radiațiilor, atunci când se planifică plimbări spațiale cu echipaj.
Accelerare, suprasarcină. Accelerațiile sunt exprimate la începutul zborului în timpul decolării navei și la sfârșitul zborului în timpul coborârii navei spațiale de pe orbită (intrarea în straturile dense ale atmosferei și aterizarea).
Accelerare este o cantitate vectorială care caracterizează viteza modificărilor în viteza de mișcare sau direcția de mișcare. Cantitatea de accelerație este exprimată în metri pe secundă pătrat (m / s 2). Când se deplasează cu accelerația în direcția opusă, acționează forța inerțială. Pentru desemnarea sa, se folosește termenul „supraîncărcare”. Valorile forțelor g, precum și valorile accelerațiilor, sunt exprimate în unități relative, indicând de câte ori la o anumită accelerație crește greutatea corporală în comparație cu greutatea în condiții de greutate obișnuită a pământului (sub condiții de repaus static sau mișcare rectilinie uniformă). Mărimile accelerațiilor și suprasolicitării sunt notate cu litera G - litera inițială a cuvântului „gravitație” (atracție, gravitație). Mărimea gravitației pământului este luată ca o unitate relativă. La
căderea liberă a unui corp într-un spațiu fără aer, provoacă o accelerație de 9,8 m / s 2. În același timp, în condiții de gravitație, forța cu care corpul apasă pe suport și experimentează opoziția față de acesta este desemnată ca greutate. În medicina aeriană și spațială, supraîncărcările se disting printr-un număr de indicatori, inclusiv magnitudinea și durata (pe termen lung
Mai mult de 1 s, percuție - mai puțin de 1 s), viteza și natura ascensiunii (uniformă, asemănătoare vârfului etc.). În funcție de raportul dintre vectorul de suprasarcină și axa longitudinală a corpului uman, longitudinal pozitiv (în direcția de la cap la picioare), longitudinal negativ (de la picioare la cap), transvers pozitiv (piept
- înapoi), negativ transversal (spate-piept), lateral pozitiv (de la dreapta la stânga) și lateral negativ (de la stânga la dreapta).
Supraîncărcările semnificative determină redistribuirea masei sanguine în patul vascular, afectarea fluxului limfatic, deplasarea organelor și a țesuturilor moi, care afectează în primul rând circulația sângelui, respirația și starea sistemului nervos central. Mișcarea unei mase semnificative de sânge este însoțită de revărsarea vaselor din unele regiuni ale corpului și de exsanguinarea altora. În mod corespunzător, revenirea sângelui la inimă și cantitatea de debit cardiac se modifică, se realizează reflexe din zonele baroreceptoare, care iau parte la reglarea activității inimii și a tonusului vascular. O persoană sănătoasă tolerează cel mai ușor suprasarcinile pozitive transversale (în direcția piept-spate). Majoritatea persoanelor sănătoase tolerează în mod liber suprasarcini uniforme în această direcție de până la 6-8 unități pentru un minut. Cu supraîncărcări de vârf pe termen scurt, toleranța lor crește semnificativ.
Cu supraîncărcări transversale care depășesc limita toleranței individuale, funcția respirației externe este afectată, circulația sângelui în vasele plămânilor se modifică și contracțiile inimii cresc brusc. Cu o creștere a amplorii supraîncărcărilor transversale, este posibilă compresia mecanică a secțiunilor individuale ale plămânilor, afectarea circulației sângelui într-un cerc mic și o scădere a oxigenării sângelui. În același timp, datorită aprofundării hipoxiei, creșterea ritmului cardiac este înlocuită de o încetinire.
Mai greu decât transversal
Partea I. NOSOLOGIE GENERALĂ
se transferă suprasolicitări longitudinale. Cu supraîncărcări longitudinale pozitive (în direcția de la cap la picioare), revenirea sângelui la inimă devine dificilă, umplerea sângelui cavităților inimii și, în consecință, debitul cardiac scade, aportul de sânge al vaselor părțile craniene ale corpului și creierul scade. Aparatul receptor al zonelor sinocartide reacționează la o scădere a tensiunii arteriale în arterele carotide. Ca urmare, apare tahicardie, în unele cazuri, apar tulburări ale ritmului cardiac. Când se depășește limita rezistenței individuale, apar aritmii pronunțate ale inimii, tulburări vizuale sub formă de voal, tulburări de respirație și durere în regiunea epigastrică. Toleranța forțelor longitudinale pozitive G în majoritatea cazurilor este cuprinsă între 4-5 unități. Cu toate acestea, deja cu o supraîncărcare de 3 unități, în unele cazuri, apar aritmii cardiace pronunțate.
Supraîncărcările longitudinale negative sunt și mai greu de suportat (în direcția piciorului - cap). În aceste cazuri, vasele de sânge ale capului se revarsă cu sânge. O creștere a tensiunii arteriale în zonele reflexogene ale arterelor carotide determină o încetinire reflexă a contracțiilor cardiace. Cu acest tip de supraîncărcare, aritmiile cardiace în unele cazuri sunt observate deja la accelerații de 2 unități și asistole prelungite - la accelerație de 3 unități. Când se depășesc limitele stabilității individuale, dureri de cap, tulburări vizuale sub formă de voal în fața ochilor, apar aritmii cardiace, respirația este perturbată, apare o stare de leșin și apoi apare pierderea cunoștinței.
Toleranța forțelor g depinde de multe condiții, inclusiv magnitudinea, direcția și durata accelerațiilor, natura creșterii lor, poziția corpului uman și fixarea acestuia, fitnessul, reactivitatea individuală etc. Condițiile de zbor ale navei spațiale moderne , poziția optimă a astronautului în raport cu vectorul de accelerație permite evitarea efectelor adverse ale supraîncărcărilor, dar impactul acestora crește în situații de urgență și în așa-numitele condiții anormale de aterizare.
Greutate. Studiul efectului imponderabilității asupra corpului uman este unul dintre cele mai importante
Cele mai dezvoltate direcții ale biologiei gravitaționale moderne din ultimele două decenii (știința influenței gravitației asupra dezvoltării vieții, formarea structurilor și funcțiilor corpului, efectul gravitației modificate asupra cursului proceselor de adaptare în condiții normale și extreme).
Starea de imponderabilitate apare în anumite condiții. Conform legii gravitației universale a lui Newton, orice două particule materiale sunt atrase una de cealaltă cu o forță direct proporțională cu produsul maselor lor și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele:
t 1 t g
F = G-------------- .
Fondatorul științei moderne a zborului spațial KE Tsiolkovsky a definit greutatea ca o stare în care forțele gravitaționale „nu acționează deloc asupra corpurilor observate sau acționează asupra lor foarte slab ...”. Starea de imponderabilitate poate apărea în diverse situații, în special atunci când în spațiul cosmic, datorită distanței mari de Pământ, un corp practic nu experimentează gravitația sau când forța gravitației este echilibrată de atracția altor corpuri cerești. (imponderabilitate statică). În alte cazuri, greutatea apare atunci când acțiunea forței gravitaționale (scăderea datorită distanței față de Pământ) este echilibrată de forțe centrifuge direcționate în mod contrar (greutate dinamică).
În zborul spațial orbital, corpurile se mișcă în principal sub influența forței inerțiale (cu excepția perioadelor scurte de funcționare a motoarelor cu reacție pentru a corecta traiectoria zborului). În zborul orbital, forța inerțială este echilibrată de gravitația Pământului. Aceasta determină starea de imponderabilitate a navei spațiale și a tuturor obiectelor care se mișcă odată cu aceasta. Greutatea este denumită și starea „gravitației zero”. În gravitație zero, organismul, eliberat de acțiunea gravitației, trebuie să se adapteze la noi condiții neobișnuite, ceea ce determină o adaptare complexă multi-link
ny proces. În legătură cu greutatea zero în greutate, stresul mecanic și compresia structurilor corpului dispar imediat în măsura în care acest lucru s-a datorat greutății sale și, în consecință, sarcina sistemului musculo-scheletic se schimbă: greutatea sângelui dispare și, în consecință, hidrostatica presiunea fluidului din vasele de sânge; apar condiții pentru o redistribuire semnificativă a sângelui în patul vascular și a fluidului din corp; sentimentul de sprijin dispare; condițiile de funcționare a sistemelor de analiză care reacționează la direcția gravitației se schimbă; există o nepotrivire în activitățile diferitelor departamente ale analizatorului vestibular. Aceste modificări determină multe abateri corelate în starea sistemelor funcționale, însoțite de dezvoltarea proceselor adaptative care au loc la diferite niveluri ale întregului organism, cu o schimbare a relațiilor cauză-efect.
Modificările circulației sângelui în greutate se datorează mai multor factori. Sub gravitația terestră, transportul fluidului prin pereții capilarelor conform ecuației Sterling este determinat de raporturile presiunii hidrostatice și coloidal-osmotice din capilare și țesuturile înconjurătoare. Mai mult, în multe regiuni ale corpului, deoarece presiunea hidrostatică scade în direcția de la capătul arterial al capilarului la capătul venos, filtrarea fluidului din vase în țesut este înlocuită de reabsorbția sa din țesuturi în vase. . În consecință, raporturile de filtrare-reabsorbție la nivel microcirculator se modifică. Aceasta se manifestă printr-o creștere a absorbției lichidelor la nivelul capilarelor și venulelor și este unul dintre factorii care determină o creștere a volumului de sânge circulant la începutul zborului și deshidratarea țesuturilor din anumite regiuni ale corpului (în principal picioare ). Înălțimea coloanei de lichid încetează să afecteze presiunea atât în vasele de sânge mici, cât și în cele mari. În condiții de imponderabilitate, depinde de funcțiile de pompare și aspirație ale inimii, de proprietățile elastic-vâscoase ale pereților vaselor și de presiunea țesuturilor înconjurătoare.
În greutate zero, diferențele de presiune venoasă din vasele antebrațelor și picioarelor sunt netezite. Presupunerea unei creșteri a presiunii venoase centrale în timpul zborurilor nu a fost confirmată.
Mai mult, s-a dovedit că în gravitație zero scade. Pierderea în greutate a sângelui facilitează deplasarea sângelui de la venele jumătății inferioare a corpului la inimă. Dimpotrivă, scurgerea de sânge din venele capului, facilitată anterior de acțiunea gravitației în condiții de sol, se dovedește a fi în mod semnificativ împiedicată în condiții de greutate. Acest lucru determină o creștere a volumului de sânge în vasele capului, umflarea țesuturilor moi ale feței, precum și o senzație de distensie a capului, în unele cazuri o durere de cap în primele zile de zbor (astfel -perioada numită de adaptare acută). Ca răspuns la aceste tulburări, apar reflexe care modifică tonul vaselor creierului.
Redistribuirea sângelui în patul vascular, o schimbare a revenirii venoase, dispariția unui factor esențial precum presiunea hidrostatică, o scădere a consumului total de energie al corpului - toate acestea afectează activitatea inimii. În condiții de imponderabilitate, raportul sarcinii pe părțile stângi și drepte ale inimii se schimbă. Acest lucru se reflectă într-o serie de indicatori obiectivi ai schimbărilor în structura fazelor ciclului cardiac, activitatea bioelectrică a miocardului, umplerea diastolică a sângelui cavităților inimii, precum și în toleranța testelor funcționale. Datorită redistribuirii sângelui în patul vascular, centrul de greutate al corpului se deplasează în direcția craniană. În perioada timpurie de gravitate zero, o redistribuire semnificativă a sângelui în patul vascular și o modificare a umplerii sângelui a cavităților cardiace sunt percepute de sistemele aferente ale corpului ca informații despre o creștere a volumului de sânge circulant și provoacă reflexe care vizează evacuarea fluidului.
Modificările metabolismului apei și ale electroliților în perioada inițială de imponderabilitate se explică în principal printr-o scădere a secreției de ADH și renină, apoi a aldosteronului, precum și o creștere a fluxului sanguin renal, o creștere a filtrării glomerulare și o scădere a reabsorbție tubulară.
În experimentele pe animale, s-a observat că în condiții care simulează imponderabilitatea, valoarea așa-numitei mase corporale slabe și conținutul de apă din corp crește, conținutul de sodiu din mușchi crește și conținutul de potasiu scade, ceea ce este posibil o consecință a modificărilor microcirculației.
În gravitație zero, sarcina de pe coloana vertebrală dispare, presiunea asupra interpunerilor încetează.
Partea I. NOSOLOGIE GENERALĂ
cartilaj, eforturile statice ale mușchilor anti-gravitații devin inutile, contracarând forțele gravitaționale și permițând Pământului să mențină poziția corpului în spațiu, tonusul general al mușchilor scheletici scade, eforturile de a mișca atât propriul corp, cât și obiectele care au pierdut în greutate devin inutile, coordonarea mișcărilor se schimbă, natura multor acțiuni motorii stereotipe la sol. Astronautul se adaptează cu succes la noile condiții de activitate musculară în gravitație zero. El dezvoltă noi abilități motorii. În timpul zborurilor spațiale, se efectuează antrenamente preventive atent concepute folosind ergometre pentru biciclete, exerciții pe bandă de alergat etc. În absența acestor măsuri preventive, greutatea prelungită poate provoca modificări ale structurii și funcției sistemului musculo-scheletic.
După cum știți, țesutul osos este caracterizat de o plasticitate ridicată și sensibilitate la influențe de reglare și modificări ale încărcăturilor. Stresul mecanic este unul dintre factorii care afectează structura osoasă. Odată cu compresia și tensiunea osului, apare un potențial electric negativ în structura acestuia, stimulând procesul de formare osoasă. Cu o scădere a sarcinii pe oase, geneza tulburărilor rezultate este asociată nu numai cu modificările locale, ci depinde și de tulburările generalizate ale proceselor metabolice și de reglare. În absența încărcării oaselor scheletului, există o scădere a saturației minerale a țesutului osos, eliberarea de calciu din oase, modificări generalizate ale metabolismului proteinelor, fosforului și calciului etc. Cu o schimbare a starea țesutului osos și o scădere a saturației sale minerale în condiții de imponderabilitate și hipokinezie, pierderea totală de calciu este asociată ... O scădere pe termen lung a încărcăturii asupra mușchilor scheletici (în caz de măsuri preventive insuficiente) provoacă procese atrofice și afectează, de asemenea, schimbul de energie, nivelul general al proceselor metabolice și starea sistemelor de reglare, inclusiv tonul centrelor autonome superioare. a creierului. Se știe că relaxarea musculară este însoțită de o scădere a tonusului proceselor vegetative ale hipotalamusului. Sub influența greutății, consumul de oxigen tisular scade,
la mușchi, activitatea enzimelor ciclului Krebs și conjugarea proceselor de fosforilare oxidativă scad, conținutul produselor de glicoliză crește.
Efecte de stres. În condițiile zborului spațial, o persoană este expusă la solicitări (a se vedea secțiunea 3.2.1), care se bazează pe o combinație de mai multe influențe, în special schimbări bruște ale influenței forțelor gravitaționale, și anume: tranziții de la gravitația Pământului la hipergravitate în perioada inițială a zborului spațial în legătură cu accelerațiile din timpul decolării navei, trecerea de la hipergravitate la gravitația zero în timpul zborului orbital și revine din nou prin hipergravitate la gravitația Pământului la sfârșitul zborului. Stresurile cauzate de modificările bruște ale influenței gravitației (fiind în principal gravitația zero) sunt combinate cu stresurile provocate de stresul emoțional, tensiunea atenției, efortul intens etc.
Factorii de stres includ, de asemenea, factori care cauzează rău de mișcare spațială. Forma cosmică a bolii de mișcare, care are o anumită asemănare cu răul de mare, se manifestă la unii astronauți în primele zile de zbor. În greutate zero, cu mișcări rapide ale capului, se observă simptome de disconfort, amețeli, paloare a pielii, salivație, transpirație rece, modificări ale ritmului cardiac, greață, vărsături și modificări ale stării sistemului nervos central. Dintre numeroasele cauze ale bolii de mișcare, primul loc este dat schimbărilor hemodinamice, inclusiv microcirculației în vasele creierului.
Conform datelor moderne, în geneza formei spațiale a bolii de mișcare, un rol semnificativ îl joacă pierderea parțială și nepotrivirea informațiilor provenite din diferite sisteme de analiză care asigură orientarea spațială, inclusiv nepotrivirea informațiilor din diferite structuri ale aparatului vestibular. (sub gravitație zero, funcția canalelor semicirculare, care reacționează la accelerația unghiulară în timpul mișcărilor rapide ale capului și funcția otoliților scade) și inconsecvența cu informațiile curente (neobișnuite în greutate)
Capitolul 2 / FACTORI DE BOLĂ A MEDIULUI EXTERN
stereotipuri stocate în memoria pe termen lung a sistemului nervos central la nivelul cortexului și a structurilor subcorticale ale creierului.
În majoritatea cazurilor, astronauții se adaptează relativ repede la factorii care cauzează boala de mișcare, iar manifestările sale dispar după primele trei zile de zbor. În stadiile incipiente ale zborului, schimbările în starea sistemelor senzoriale pot fi însoțite de afectarea orientării spațiale, senzații iluzorii ale poziției corpului inversat și dificultăți în coordonarea mișcării.
Începând cu copilăria timpurie, multe structuri ale sistemului nervos central participă la formarea și implementarea programelor de acte locomotorii voluntare, inclusiv cortexul cerebral, sistemele limbice și striatale, formarea reticulară a creierului mediu, cerebelul, etc. Memoria pe termen lung oferă stocarea în structurile creierului creierul, inclusiv sistemul limbic, programe de mișcări coordonate. În perioada de adaptare acută la greutate în timpul actelor motorii, există o nepotrivire a aferenței modificate cu programele stocate în memoria pe termen lung. Acest lucru creează situații conflictuale, iar necesitatea unei restructurări urgente a programelor necesită tensiunea mecanismelor compensatorii și este una dintre verigile procesului de adaptare la imponderabilitate.
În general, perioada de adaptare acută la greutate poate fi caracterizată ca o reacție stresantă la un complex combinat de factori specifici (gravitație zero) și nespecifici (stres emoțional în condiții de motivație ridicată, sarcini intense, ritmuri circadiene modificate), agravați de modificări în circulația sângelui regională, în special în capetele vaselor.
După zborurile spațiale, se constată o scădere a masei eritrocitare. Recuperarea parametrilor hematologici are loc în termen de 1,5 luni de la finalizarea zborului. Aceste schimbări se explică printr-o scădere compensatorie a volumului de sânge circulant în timpul zborurilor și o recuperare mult mai rapidă a volumului plasmei sanguine decât masa eritrocitelor după zboruri. În plus, aceste modificări ale greutății sunt probabil asociate cu o scădere a masei corporale slabe și a unui răspuns compensatoriu.
acțiuni care vizează creșterea cererii de oxigen a țesuturilor.
Factorii zborului spațial afectează reactivitatea imunologică a organismului. După zboruri spațiale care depășesc 30 de zile, de regulă, există o scădere a activității funcționale a populațiilor de celule aparținând sistemului T al imunității și, în unele cazuri, există semne de sensibilizare la alergeni de natură microbiană și chimică. Aceste modificări, aparent, pot fi considerate ca o consecință a restructurării sistemului imunitar în procesul de adaptare la un complex de factori de zbor, inclusiv imponderabilitate, solicitări suplimentare și rămâne într-un volum sub presiune cu un climat artificial. Aceste modificări cresc riscul bolilor infecțioase și alergice. Astfel, rămânerea în condiții de imponderabilitate determină o restructurare a stării funcționale a organismului la diferite niveluri ale organizării sale.
Cursul proceselor de adaptare este clar urmărit în studii terestre care simulează influența factorilor de zbor spațial asupra corpului. În condiții de repaus strict al patului (hipokinezie) într-o poziție antiortostatică, în care capătul capului patului este coborât la un unghi de - 4 ° față de planul orizontal, se observă modificări similare cu cele care au loc în greutate zero. Mai mult, aceste schimbări în condițiile modelării la sol în absența măsurilor preventive pot fi chiar mai pronunțate decât în zborurile spațiale. Ele se manifestă sub formă de: 1) modificări ale hemodinamicii sistemice, o scădere a sarcinii asupra miocardului, detașarea sistemului cardiovascular, în special, reflexele venomotorii, deteriorarea toleranței testelor ortostatice; 2) modificări ale circulației sanguine regionale, în special în bazinele arterelor carotide și vertebrale, din cauza dificultăților de ieșire venoasă din vasele capului și a modificărilor corespunzătoare compensatorii în principal în reglarea tonusului vascular; 3) modificări ale volumului de sânge circulant și scăderea masei eritrocitare; 4) modificări ale metabolismului apei-electroliți, exprimate, în special, în fenomenele de pierdere a potasiului; 5) modificări ale stării sistemului nervos central și schimbări vegetativ-vasculare, fenomene de disfuncție autonomă
Partea I. NOSOLOGIE GENERALĂ
ktsii și astenizare; 6) atrofie parțială a mușchilor și tulburări neuromusculare, exprimată printr-o scădere a elasticității musculare, o scădere a excitabilității electrice și indicatori de performanță; 7) dezechilibrul sistemelor de reglementare.
În condițiile hipokineziei antiortostatice, sunt urmărite etapele proceselor de adaptare. Pe exemplul circulației sanguine, se poate observa că adaptarea se efectuează cel mai rapid și complet la nivelul hemodinamicii sistemice, este mai puțin activă la nivelul circulației sanguine regionale, în special în bazinul arterelor carotide și chiar mai inhibat la nivelul microcirculației.
În condiții de hipokinezie antiortostatică, microcirculația se modifică. De exemplu, în vasele bulboconjunctivei ochiului, numărul capilarelor perfuzate scade, raportul dintre diametrul arteriolelor și venulelor se modifică; congestia se observă în vasele fundului. Spre deosebire de hemodinamica sistemică, modificările compensatorii ale sistemului de circulație micro-aer încep să fie urmărite în perioadele relativ târzii de hipokinezie.
Sub influența hipokineziei, predispoziția la apariția stresului emoțional și severitatea manifestărilor lor autonome (cardiace și vasculare) cu aritmii cardiace și reacții hipertensive cresc semnificativ. În zborurile spațiale, apariția acestor modificări poate fi prevenită cu ajutorul unui sistem de măsuri preventive. În același timp, odată cu scăderea cerințelor pentru sănătatea astronauților sau atenția la punerea în aplicare a măsurilor preventive, factorul de risc crește în mod clar.
Re-adaptare. La sfârșitul zborului, tranziția de la gravitația zero la forțele g în timpul coborârii și revenirea la gravitația Pământului din momentul aterizării sunt combinate cu stres emoțional semnificativ și sunt, în esență, un stres combinat care apare în condiții de tensiune reacții de adaptare. În același timp, schimbările în starea corpului reflectă dinamica reacțiilor de adaptare și de stres.
În perioada readaptării, încetează efectul factorilor care au determinat deshidratarea gravitației zero, redistribuirea sângelui în patul vascular etc. În același timp, este necesară mobilizarea urgentă a sistemului adaptiv.
"lava 2 / FACTORI BOLI DE C EXTERIOR
mecanisme care asigură funcționarea normală a corpului în condiții de gravitație a pământului. În viitorul apropiat după finalizarea zborului, se manifestă o anumită detrenare a sistemului cardiovascular, tulburări reziduale ale microcirculației în vasele capului, modificări ale reactivității corpului și starea sistemelor sale de reglare. Circulația se adaptează rapid gravitației Pământului. În special, după multe luni de zboruri, congestia în zona fundului și semnele edemului retinian peripapilar dispar în prima săptămână după sfârșitul zborului.
După zboruri spațiale care au durat până la 14 zile, s-a observat o creștere a activității sistemelor hipotalamo-hipofizare și simpato-suprarenale. După zboruri care durează de la 2 la 7 luni, s-a constatat o creștere a activității sistemului simpatoadrenal în absența semnelor unei creșteri a activității sistemului hipotalamo-hipofizar. Deci, după multe luni de zboruri, o creștere a secreției de adrenalină (maximă în prima zi) și norepinefrină (maximă în zilele 4-5 după aterizare) este caracteristică cu o concentrație constantă de ACTH, TSH, STH, nucleotide ciclice în sângele și o concentrație redusă de prostaglandine din grupul presor.și activitatea reninei plasmatice în aceste perioade. Raportul metabolismului hormonal și al mediatorului este unul dintre indicatorii unui anumit dezechilibru în sistemele de reglementare ale organismului.
În legătură cu o scădere a stabilității ortostatice și un stereotip modificat al acțiunilor motorii, în primele ore după aterizare, este dificil ca astronauții să fie în poziție verticală și să se miște fără asistență. Ca urmare a restructurării adaptive, stereotipul actelor motorii este repus repede, procesele metabolice, starea sistemelor de reglementare și executive ale corpului sunt normalizate.
Problemele dezvoltate de medicina spațială modernă acoperă o gamă largă de probleme, inclusiv elucidarea mecanismelor de adaptare umană la acțiunea factorilor de zbor în gravitație zero, mecanismele readaptării la revenirea la condițiile de gravitație a Pământului și îmbunătățirea eficienței de control al acestor procese.
Când zboară în spațiul cosmic, organismele vii se confruntă cu o serie de condiții și factori care sunt foarte diferite în ceea ce privește proprietățile lor de condițiile și factorii biosferei Pământului. Factorii zborului spațial care pot afecta organismele vii sunt împărțiți în trei grupe.
Călători în spațiu - câini Ugolok și Veterok.
Prima include factori legați de dinamica zborului navei spațiale: suprasarcină, vibrații, zgomot, greutate. Studiul efectului lor asupra organismelor vii este o sarcină importantă a biologiei spațiale. Semnificația biologică a greutății este deosebit de mare. Întreaga evoluție a vieții terestre, procesele biologice au avut loc în condiții de influență constantă a câmpului gravitațional al planetei noastre asupra locuitorilor săi. Continuă în aceste condiții chiar și acum. Încă nu există un răspuns clar la întrebarea cu privire la modul în care aceste procese biologice vor evolua sub imponderabilitate prelungită, începând cu cele elementare - sinteza proteinelor, diviziunea celulară, acțiunea enzimelor etc. - și terminând cu cele mai complexe reacții fiziologice. Zborul lui A. G. Nikolaev și V. I. Sevastyanov timp de 18 zile la bordul navei spațiale Soyuz și zborul fără precedent al lui G. T. Dobrovolsky, V. N. Volkov și V. I. Patsaev pe prima stație orbitală din lume „Salutul” mărturisește capacitatea corpului uman de a menține o eficiență ridicată pentru mult timp în condiții de greutate.
Nu mai puțin dificilă este problema adaptabilității inverse (readaptarea) organismului la gravitație după o lungă ședere într-o stare de imponderabilitate. Este încă complet neclar dacă o ședere foarte lungă într-o stare de imponderabilitate (de exemplu, când zburați în jurul lui Marte sau Venus) va avea un efect atât de dăunător asupra organismului, încât revenirea acestui organism la condițiile unui normal (terestru) câmpul gravitațional va fi o sarcină excesivă pentru acesta. Proiectarea viitoarelor nave spațiale depinde de soluția acestei probleme. Poate fi necesar să creați în mod artificial forța gravitațională asupra lor.
Al doilea grup include factorii spațiului cosmic. Spațiul cosmic este caracterizat de multe caracteristici și proprietăți care sunt incompatibile cu cerințele organismelor terestre față de condițiile de mediu. În primul rând, aceasta este absența aproape completă a gazelor care alcătuiesc atmosfera, inclusiv oxigenul molecular, intensitatea ridicată a radiațiilor ultraviolete și infraroșii, strălucirea orbitoare a luminii vizibile a Soarelui, dozele distructive de radiații ionizante (penetrante) (cosmice raze și cuante gamma, raze X etc. etc.), unicitatea regimului termic în spațiu etc. Biologia spațială studiază influența tuturor acestor factori, efectul complex al acestora asupra organismelor vii și metodele de protecție împotriva acestora. Al treilea grup include factori asociați cu izolarea organismelor din mediul artificial al unei nave spațiale. Un zbor în spațiul cosmic este inevitabil asociat cu o izolare mai mult sau mai puțin prelungită a organismelor în cabine presurizate relativ mici de nave spațiale. Spațiul limitat și libertatea de mișcare, monotonia și monotonia mediului, absența multor stimuli obișnuiți pentru viața pe Pământ creează condiții foarte speciale. Prin urmare, sunt necesare studii speciale despre fiziologia activității nervoase superioare, rezistența ființelor foarte organizate, inclusiv a oamenilor, la izolarea prelungită și păstrarea capacității de lucru în aceste condiții.
NASA rezultate preliminare comune experiență asupra impactului zborurilor spațiale asupra corpului uman... Studiul este interesant prin faptul că au participat doi astronauți - gemenii Kelly... Oamenii de știință au colectat date despre starea fraților înainte, în timpul și după misiunea la ISS. În timp ce Scott a fost pe orbită timp de aproape un an, Mark a rămas pe Pământ, iar indicatorii săi au fost luați ca bază.
Despre ceea ce i-a încurcat cel mai mult pe cercetători și dacă vaccinul antigripal este eficient pe orbita Pământului - în materialul RT.
Scott și Mark Kelly globallookpress.com Mark Sowa / ZUMAPRESS.com
Comparând starea organismului gemenilor care au zburat și nu au zburat în spațiu, cercetătorii au folosit aproape toate metodele disponibile - de la analiza sângelui și a salivei până la secvențierea ADN-ului. În aceasta s-au găsit principalele diferențe.
În primul rând, frații Kelly au arătat o diferență în modificările ADN-ului. Aceste mici modificări chimice (metilare) sunt normale și apar sub influența mediului și a stresului.
După cum au observat cercetătorii, procesul de metilare a încetinit pentru Scott Kelly, care a petrecut aproape un an pe ISS în compania cosmonautului rus Mihail Kornienko (echipajul s-a întors pe Pământ pe 2 martie 2016), dar Mark Kelly, dimpotrivă, , accelerat. După ce Scott s-a întors pe Pământ, ratele de metilare a ADN-ului au revenit la normal și, curios, ambele.
Al doilea și cel mai interesant rezultat în studiul genomilor a fost alungirea telomerilor. Telomerii sunt regiuni situate la capetele cromozomilor. Ele sunt adesea asociate cu procesul de îmbătrânire. Se crede că, cu cât telomerii sunt mai lungi, cu atât o persoană are mai mult potențial de longevitate.
Datorită unei proteine speciale, telomeraza, telomerii se pot prelungi - ceea ce i s-a întâmplat lui Scott în spațiu. Acest proces nu a fost găsit în Mark. Cu toate acestea, la întoarcerea lui Scott pe Pământ, telomerii săi au început din nou să se scurteze.
Motivele creșterii telomerilor în spațiu nu sunt încă clare, potrivit biologului în radiații Susan Bailey de la Universitatea din Colorado, cu toate acestea, se crede că acest lucru se datorează creșterii volumului de muncă și reducerii aportului de calorii în timpul misiunii.
În ceea ce privește modificările fiziologice dezvăluite datorită gravitației zero, acestea au fost mai mult sau mai puțin previzibile. Profesorul de psihiatrie Matthias Basner de la Universitatea din Pennsylvania, care studiază impactul zborului către ISS asupra funcțiilor cognitive, a spus că, după misiune, precizia și viteza de reacție a lui Scott au scăzut. Din fericire, diferența nu a fost semnificativă în comparație cu schimbările similare observate anterior în timpul misiunilor de șase luni.
În plus, pentru a doua parte a misiunii, Scott Kelly a observat o încetinire a procesului de restaurare a substanței osoase și a producției unui hormon care este implicat în reglarea endocrină și care este responsabil pentru creșterea țesuturilor. Mark nu a avut astfel de schimbări.
Scott Kelly pe NASA ISS
Rezultatele previzibile includ evaluarea eficacității vaccinului antigripal. În spațiu și pe Pământ, nu s-au găsit diferențe. Vaccinul, judecând după analize, este la fel de eficient.
Este prea devreme pentru a vorbi despre concluziile finale din studiu: oamenii de știință au împărtășit doar date preliminare. Acum au o analiză îndelungată și caută motivele modificărilor menționate. Una dintre sarcinile dificile pentru ei va fi determinarea diferențelor care au apărut sub influența unui mediu neobișnuit pentru corp.
Este posibil ca o parte semnificativă a rezultatelor să fie legată de situația stresantă din timpul misiunii. NASA a raportat anterior că raportul rezultatelor finale ar putea fi publicat spre sfârșitul anului 2017 sau 2018. Cele mai notabile descoperiri, probabil, vor deveni cunoscute mai devreme.
Experimentul este remarcabil prin faptul că, din moment ce gemenii identici sunt foarte apropiați genetic, diferența în rezultatele testelor va fi mai puțin legată de caracteristicile organismului decât între persoanele aleatorii sau alte rude. În plus, frații au ales aceeași ocupație și au trăit stiluri de viață similare. Mark Kelly a petrecut 54 de zile în spațiu. Experiența lui Scott este mai fundamentală - un total de 520 de zile în spațiu.
Influența zborului spațial pe termen lung asupra corpului uman - pagina №1 / 1
Efectele zborului pe spațiu lungASUPRA ORGANISMULUI UMAN
(Unele rezultate ale cercetării biomedicaleîn legătură cu zborul navei spațiale Soyuz-9)
Membru corespondent al Academiei de Științe a URSS
O. G. GAZENKO,
Candidat la științe medicale
B. S. ALYAKRINSKY
În practică, explorarea spațiului în prezent este, în primul rând, prelungirea zborurilor orbitale și interplanetare și, în consecință, o creștere inevitabilă a duratei șederii unei persoane în condiții neobișnuite de existență. Este destul de evident că rezultatul impactului asupra corpului uman al tuturor factorilor de zbor spațial și, mai presus de toate, a celor mai semnificativi, cum ar fi lipsa de greutate, un nivel crescut de radiații, aferența modificată în compoziție și cantitate, va depinde în mod direct pe durata acestor perioade, care în multe privințe diferă de cea „terestră”. un sistem de senzori de timp (stimuli care reglează ritmurile circadiene ale tuturor funcțiilor corpului). Cu toate acestea, se știe foarte puțin despre caracteristicile specifice acestei dependențe. Știința are date extrem de puține în acest sens. Între timp, întrebarea cât timp o persoană poate sta în spațiu fără a aduce atingere sănătății și performanței este una dintre cele mai urgente din astronautica modernă. De aceea se atrage atât de multă atenție asupra zborului navei spațiale sovietice Soyuz-9 cu doi cosmonauți la bord care au stat în spațiu timp de 18 zile, adică cu 4 zile mai mult decât cosmonauții americani F. Bormann și D. Lovell, foști deținători ai recordului mondial pe durata unui zbor orbital.
Deja în timpul planificării și pregătirii practice a zborului Soyuz-9, s-a avut în vedere obținerea, ca urmare a observațiilor și cercetărilor biomedicale, de date diferite de cele furnizate de zborurile anterioare ale cosmonauților sovietici și americani. Realitatea nu a dezamăgit aceste așteptări, care s-au datorat în mare măsură completitudinii și caracterului sistematic al examinării medicale a cosmonauților înainte, în timpul și după zbor și, cel mai important, durata șederii lui AG Nikolaev și VI Sevastyanov în orbită.
Zborul navei spațiale Soyuz-9 a mers exact conform programului. Parametrii microclimatului din compartimentele sale de locuit au fluctuat în limitele prescrise: presiunea totală - 732-890 mm rt. Art., Presiunea parțială a oxigenului-157-285, dioxid de carbon 1.3-10.7 mm rt. Art., Umiditate relativă - 50-75%, temperatura aerului - de la 17 la 28 ° C. Astronauții au consumat conserve din produse naturale de 4 ori pe zi, conținutul caloric al dietei zilnice a fost în medie de 2700 kcal Regimul de băut prevedea ca fiecare astronaut să consume aproximativ 2 litri de lichid pe zi (inclusiv apă metabolică). De două ori în timpul zilei, cosmonauții au efectuat un set de exerciții fizice special concepute pentru zbor.
Datorită precesiunii orbitei și a nevoii de a ateriza nava spațială în timpul zilei, programul de somn și trezire al astronauților a fost semnificativ diferit de cel obișnuit. În prima etapă a zborului, ei mint
41
du-te la culcare pe oră. dimineața ora Moscovei, apoi apariția somnului s-a mutat treptat la orele mai devreme, apropiindu-se de miezul nopții. Astfel, la bordul navei spațiale Soyuz-9 a fost utilizată o variantă a așa-numitei zile de migrare, cu o schimbare de fază inițială de 9 ore.
În timpul zborului, cu ajutorul echipamentelor speciale de control medical de la bord, datele de înregistrare a electrocardiogramelor, seismocardiogramelor și pneumogramelor astronauților au fost transmise sistematic pe Pământ atât în repaus, cât și în timpul testelor funcționale și al operațiilor de lucru. În ordinea controlului reciproc, cosmonauții și-au măsurat reciproc tensiunea arterială. Cu ajutorul instalației „Verticale”, a fost investigată capacitatea de orientare spațială. Potrivit unui program precompilat, cosmonauții și-au raportat sănătatea. Comunicările radio și datele de supraveghere a televiziunii au completat aceste mesaje.
Zborul navei a avut loc într-un mediu de radiații favorabil.
Perioada de prelansare și perioada de zbor. Abordarea timpului de început a fost însoțită atât de cosmonauți de o creștere naturală a ritmului cardiac și a respirației pentru o astfel de situație. Dacă în ajunul începutului, ritmul cardiac maxim pentru A.G. Nikolaev a fost de 90, iar pentru V.I. Sevastyanov 84 bătăi / min, apoi în timpul pregătirii orare a ajuns la 114, respectiv 96 bătăi / min. O reacție similară a fost observată în ceea ce privește respirația: în ajunul începutului, rata maximă de respirație pentru A. G. Nikolaev a fost de 15, pentru V. I. Sevastyanov - 18 și, în timpul pregătirii orare, a crescut pentru ambele la 24 pe minut.
În faza activă a zborului, pulsul și rata de respirație a cosmonauților au fost la nivelul perioadei de pre-lansare.
După ce nava spațială a intrat pe orbita pe a 6-a orbită de zbor, ritmul cardiac s-a apropiat de cel înregistrat cu o lună înainte de lansare și a acceptat-o ca pe cea de fundal. În viitor, pulsul a continuat să scadă. Până în a 3-a zi de zbor, a scăzut în raport cu fundalul pentru A.G. Nikolaev cu 8-10, pentru V.I. Sevastyanov cu 13 bătăi / minși menținut la acest nivel timp de aproximativ 10 zile, după care a început să crească treptat și în ultima treime a zborului nu s-a diferit semnificativ statistic de indicatorii de fundal. În timpul rotirii navei spațiale, corecției orbitei sale, orientării, precum și în timpul exercițiilor fizice și a unor experimente, a fost observată o creștere pronunțată a ritmului cardiac la ambii membri ai echipajului. Deci, pe orbita 33, când inginerul de zbor V.I. bătăi / min.
Rata respirației pe parcursul zborului nu a diferit semnificativ statistic de cea înregistrată în studiile de fond (A.D. Egorov și colab.).
Odată cu lansarea navei spațiale pe orbită, ambii membri ai echipajului au avut senzația că sângele s-a repezit la cap, însoțit de apariția de umflături și înroșirea pielii feței. În a doua zi de zbor, această senzație a scăzut semnificativ, dar a fost exacerbată și mai mult prin fixarea atenției asupra ei. Acuitatea senzației a fost redusă în mod vizibil atunci când nava spațială se învârtea, când cosmonauții erau poziționați de-a lungul vectorului forței centripete cu capul spre centrul de rotație.
Coordonarea senzorial-motorie a cosmonauților a fost oarecum tulburată în decurs de 3-4 zile de zbor, care și-a găsit expresia într-o oarecare disproporție și inexactitate a mișcărilor. În a 4-a zi, mișcările au început să capete claritatea caracteristică.
42 O. G. GAZENKO, B. S. ALYAKRINSKY
Procesul de orientare în spațiu a fost dificil pe întreaga perioadă de imponderabilitate atât pentru A. G. Nikolaev, cât și pentru V. I. Sevastyanov. Acest lucru a fost exprimat prin faptul că, atunci când pluteau liber cu ochii închiși, au pierdut rapid ideea poziției corpurilor lor în raport cu coordonatele cabinei. Determinând direcția verticală cu ochii deschiși și închiși utilizând instalația „Verticală”, astronauții din fiecare studiu au făcut erori mai semnificative decât înainte de zbor.
Analiza urinei zilnice colectate în zilele 1, 2 și 18 ale zborului a arătat o creștere a excreției de potasiu, calciu, sulf, fosfor și azot. Cantitatea de oxicorticosteroizi în primele două porțiuni de urină a fost redusă, în a treia - s-a apropiat de nivelul de fond (GI Kozyrevskaya și alții).
Datele comunicațiilor radio, mesajele transmise de pe nava spațială și observația televizată indică faptul că pe tot parcursul zborului comportamentul astronauților a corespuns pe deplin caracteristicilor lor psihologice individuale și situațiilor specifice.
Începând din a 12-13-a zi de zbor, oboseala a apărut după efectuarea experimentelor complexe și a unei zile pline de muncă.
Potrivit astronauților, apetitul lor în timpul zborului era normal, senzația de sete era oarecum redusă, somnul era în mare parte profund, răcoritor, cu o durată de 7-9 ore.
Perioada post-zbor. La examinarea medicală inițială după zbor, astronauții păreau obosiți, fețele lor erau umflate și pielea palidă. Menținerea unei posturi verticale a necesitat o anumită cantitate de efort, așa că au preferat poziția culcată. Senzația lor principală în acest moment a fost creșterea aparentă a greutății capului și a întregului corp. Această senzație de intensitate a fost aproximativ egală cu cea care apare cu o supraîncărcare de 2,0-2,5 unități. Obiectele cu care trebuiau să se manipuleze păreau extrem de grele. Această iluzie aparte de creștere în greutate, slăbind treptat, a persistat timp de aproximativ 3 zile.
Cosmonauții au fost supuși unui test ortostatic scurtat (de 5 minute) efectuat în acel moment cu un stres pronunțat.
Greutatea lui A. G. Nikolaev a fost redusă cu 2,7 kg, iar cea a lui V. I. Sevastyanov - cu 4,0 kg.
În a 2-a zi după zbor, în timpul examinării stabilografice, s-a observat o creștere semnificativă a amplitudinii oscilațiilor centrului de greutate general al corpului la ambii cosmonauți. Tonusul muscular al extremităților inferioare a scăzut, reflexul genunchiului a crescut brusc. Puterea corpului lui A. Nikolaev a scăzut cu 40 kg, V.I.Sevastyanov - la 65 de ani kg. Perimetrele piciorului inferior și ale coapsei au scăzut la ambele.
Restabilirea stabilității ortostatice a durat aproximativ 10 zile după zbor.
Determinarea densității unor părți ale scheletului astronauților folosind metode fotometrice și ultrasunete cu raze X a arătat că aceasta a scăzut, în special semnificativ în extremitățile inferioare. Această scădere în a doua zi după zbor a atins 8,5 - 9,6% în oasele călcâiului și doar 4,26-5,56% în falangele principale ale degetelor (E. N. Biryukov, I.G. Krasnykh).
În a 22-a zi a perioadei post-zbor, densitatea optică a oaselor nu ajunsese încă la nivelul inițial.
În studiul microflorei automate a pielii și a mucoasei nazale, s-a observat o disbioză pronunțată. Schimbări disbacteriotice
INFLUENȚA ZBORULUI SPATIAL PE ORGANISM
au fost reduse în principal la apariția pe pielea netedă și mucoasa nazală a astronauților a unui număr mare de tije gram-pozitive care nu au spori, care nu au fost detectate înainte de zbor, ceea ce pare să dea motive să le clasifice drept reprezentanți ai " flora extraterestră "(VN Zaloguev).
Materialele de observare medicală obținute în timpul zborului navei spațiale Soyuz-9 și în perioada post-zbor mărturisesc posibilitatea fundamentală a existenței omului în spațiu timp de 18 zile, menținând în același timp o capacitate de lucru mentală și fizică suficientă. În același timp, acest material conduce la concluzia că, în general, ciclul de „adaptare-readaptare” în condiții spațiu-Pământ necesită o tensiune prelungită a mecanismelor de adaptare ale organismului și că readaptarea la condițiile obișnuite de viață este un proces mai dificil. proces.
Dezvoltarea instrumentelor și metodelor pentru a facilita acest proces este o sarcină importantă a medicinei spațiale. Pentru soluția sa de succes, este necesar, cu suficientă completitudine, să aflăm valoarea specifică a fiecărui factor de zbor spațial în efectul pe care complexul lor îl are asupra corpului uman. Studiul mecanismelor răspunsurilor organismului la fiecare dintre acești factori nu are, de asemenea, o importanță mai mică. Progresul în această direcție poate fi asigurat numai prin acumularea unei cantități mari de materiale de fapt.
Din acest punct de vedere, semnificația zborului de 18 zile al cosmonauților sovietici poate fi greu exagerată. Este, fără îndoială, un pas major în rezolvarea problemei semnificației diferențiale a condițiilor de zbor spațial, a părții lor în schimbarea funcțiilor fiziologice ale astronauților pe orbită și după întoarcerea pe Pământ.
Ce condiții la bordul Soyuz-9 au fost responsabile pentru aceste schimbări?
Radiațiile pot fi eliminate imediat din aceste condiții. Într-adevăr, doza totală de radiație primită de fiecare astronaut a fost cu mult sub nivelul permis.
Rolul stresului neuro-emoțional în răspunsul general al astronauților la zbor a fost, de asemenea, comparativ nesemnificativ. În orice caz, conținutul de oxicorticosteroizi din urină s-a dovedit a fi redus în raport cu norma condițională, deși se știe că orice stres neuro-emoțional este însoțit de o creștere a cantității acestor substanțe în sânge și urină. Deci, la persoanele (non-piloți) care au efectuat un zbor de 50 de minute în zona aerodromului, nivelul hormonilor steroizi a crescut cu 40-50% în comparație cu indicatorii pre-zbor (H. Hale, 1959). La piloții profesioniști, după zboruri pe termen scurt, dar foarte dificile pe avioane cu reacție bine stăpânite, cantitatea de 17-OH-corticosteroizi din urină în primele două până la trei ore după zbor crește cu 50-60% (IV Fedorov , 1963).
Aceste și multe alte date sugerează că stresul neuro-emoțional al membrilor echipajului Soyuz-9 nu a fost în niciun fel semnificativ, cel puțin în zilele 1, 2 și 18. Și întrucât chiar în aceste zile ar trebui să ne așteptăm la cea mai intensă reacție emoțională la cosmonauți, naturală la început și la sfârșit, factorii emotiogeni nu pot fi considerați un motiv esențial pentru modificările funcțiilor fiziologice observate în ele.
După toate probabilitățile, severitatea experiențelor lui A.G. Nikolaev și V.I.Sevastyanov a fost redusă în legătură cu un succes, necomplicat
44
O. G. GAZENKO, B. S. ALYAKRINSKY
îndeplinirea programului de zbor, condiții de radiații favorabile, comunicații radio și televizate neîntrerupte în timpul orelor sesiunilor programate, o pregătire preliminară bună a ambilor membri ai echipajului, precum și faptul că unul dintre cosmonauți a zburat deja și încrederea sa în finalizarea cu succes a zborului a fost transmisă partenerului său.
Este destul de dificil, dacă nu chiar imposibil, să evaluezi semnificația perturbării în „aprovizionarea aferentă” a organismului cosmonauților în timpul zborului Soyuz-9 cu suficientă completitudine și fiabilitate. Cu toate acestea, unele considerații în acest sens merită atenție.
În experimentele privind studiul așa-numitei insuficiențe senzoriale, efectuate în condiții terestre, s-a arătat că sărăcirea fluxului aferent general nu trece fără urmă pentru o persoană. Primul și principalul său rezultat sunt diferite tulburări din sfera mentală, care sunt mai pronunțate în cazurile de excludere completă a senzațiilor vizuale, auditive, tactile, kinestezice și de altă natură. În astfel de experimente, subiecților li s-au înregistrat diferite modificări ale conștiinței, până la halucinații. Principala diferență a acestor experimente față de condițiile zborurilor spațiale este imposibilitatea de a exclude pe Pământ aferența provenită de la gravireceptori, în timp ce în spațiu aceasta slăbește și, aparent, se schimbă.
În timpul întregului zbor, nici A. G. Nikolaev, nici V. I. Sevastyanov nu au avut un singur caz de tulburări mintale. Comportamentul lor în cel mai larg sens al cuvântului, calitatea muncii și a operațiunilor de cercetare, vorbirea și conținutul informațiilor transmise, intrările în jurnalul de bord etc. indică faptul că cosmonauții nu au experimentat stări de privare senzorială, cel puțin în forma ceea ce este tipic pentru experimentele de la sol. Influența aferenței, modificată în compoziție și cantitate (în primul rând, proprioceptivă și tactilă, precum și, într-o oarecare măsură, vestibulară, vizuală și auditivă) asupra psihicului astronauților a fost fie foarte nesemnificativă, fie bine controlată.
Astfel, nici radiațiile, nici stresul neuro-emoțional și nici insuficiența senzorială nu pot fi considerate ca fiind cauze semnificative ale modificărilor funcțiilor fiziologice. Există toate motivele pentru a clasifica imponderabilitatea drept cele mai importante motive pentru aceste schimbări, precum și ritmul neobișnuit de somn și veghe al membrilor echipajului Soyuz-9.
Problema imponderabilității continuă să fie arena discuțiilor acerbe dintre reprezentanții diferitelor puncte de vedere. În timp ce unii cercetători nu acordă o importanță serioasă imponderabilității (L. Mallon, 1956; I. Walrath, 1959), alții consideră că este un factor dăunător redutabil și că existența organismelor terestre în imponderabilitate este imposibilă. Mai mult, există opinia că chiar și o schimbare pe termen lung în direcția forței gravitaționale cu o valoare a greutății redusă poate fi fatală pentru corp (V. Ya. Brovar, 1960).
Pe baza datelor fiziologiei comparative, se formulează chiar și următoarea concluzie: evoluția animalelor este în esență evoluția adaptărilor menite să depășească forțele gravitaționale, care a fost asociată cu o cheltuială crescută de energie, pentru eliberarea căreia o cantitate semnificativă. de oxigen și, prin urmare, de hemoglobină, este necesară. Din acest punct de vedere, în gravitație zero, funcția eritropoietică va scădea treptat, drept urmare va începe atrofia progresivă a măduvei osoase (PA Korzhuev, 1968).
Numeroase lucrări ale autorilor autohtoni și străini subliniază influența negativă a greutății nu numai asupra funcției osului
INFLUENȚA ZBORULUI SPATIAL PE ORGANISM
creierul, dar de fapt pe toate sistemele corpului, pe corp ca întreg. „Vulnerabilitatea” se remarcă în special în condiții de imponderabilitate a sistemelor cardiovasculare și musculo-scheletice.
Experimentele efectuate în bazine și ascensoare, în timpul zborului aeronavelor special echipate de-a lungul curbei balistice, datele obținute în zborurile orbitale și evoluțiile teoretice fac posibilă cu un grad ridicat de probabilitate atribuirea următoarelor fenomene rezultatelor impactului asupra corpul uman al imponderabilității: diferite tulburări ale orientării spațiale, unele tipuri de așa-numitele iluzii vestibulare, în special oculogirale, modificări ale structurii temporal-spațiale a puterii motricității, schimbări hemodinamice (dintre care unul dintre simptome este hiperemia și umflarea feței asociată cu creșterea fluxului sanguin în cap), scăderea forței fizice și a fenomenelor atrofice în țesuturile musculare și decalcifierea scheletului.
La întoarcerea la câmpul gravitațional al Pământului, efectul de imponderabilitate se exprimă în labilitatea crescută a sistemului cardiovascular, una dintre manifestările sale fiind instabilitatea ortostatică, care încalcă structurile motorii funcționale responsabile de menținerea posturii și locomoției, în apariția iluzia unei creșteri a greutății propriului corp și a obiectelor familiare cu greutatea ...
Atunci când se compară acest complex, răspuns multicomponent al organismului doar la imponderabilitate cu acele reacții la zbor în ansamblu, care au fost înregistrate de A.G. Nikolaev și V.I., factorul este imponderabilitatea.
Cu toate acestea, există motive pentru a asocia unele dintre reacțiile astronauților notate pe orbita lor nu numai cu greutatea, ci și cu particularitatea muncii și regimului lor de odihnă. După cum sa menționat deja, cosmonauții au trăit conform schemei așa-numitelor zile migratoare, cu o schimbare de fază inițială de aproximativ 9 ore. Acum, foarte multe date din studii speciale indică faptul că modul de lucru și odihnă al unei persoane se dovedește a fi cu atât mai aproape de optim, cu cât rutina de somn și odihnă în acest mod coincide mai aproape de ritmurile zilnice ale psiho-fiziologice sale. funcții inerente corpului uman. Numeroase fapte mărturisesc dependența directă a bunăstării organismului de aceste ritmuri. Astfel, K. Pittendray (1964) indică faptul că ritmurile circadiene sunt o proprietate integrală a sistemelor vii, constituie baza organizării lor și că orice abatere de la cursul normal al ritmului duce la perturbări în activitatea întregului organism. Cursul normal al ritmului este susținut de factori de schimbare ciclic ai lumii externe, care în bioritmologie sunt numiți sincronizatori sau senzori de timp. Cele mai multe dintre ele sunt rezultatul rotației Pământului în jurul propriei sale axe. În toate cazurile de nepotrivire a ciclurilor de senzori de timp și ritmuri ale corpului, acesta din urmă se confruntă cu o stare de așa-numită desincronoză, care în relație cu o persoană ia forma oboselii pronunțate, suprasolicitării sau chiar a diverselor reacții ale unui nevrotic. tip.
Desincronizarea poate apărea în toate cazurile de încălcare a sistemului obișnuit de senzori de timp: atunci când traversează rapid mai multe fusuri orare (zboruri transmeridionale), atunci când lucrează noaptea, în condițiile arctice și antarctice, în zborurile spațiale. Una dintre cauzele desincronozei este și migrația zilei, adică o schimbare constantă sau periodică a debutului somnului și, prin urmare, starea de veghe, în timpul diurnului. modul de lucru și odihnă.
4 $ O. G. GAZENKO, B. S. ALYAKRINSKY
Zilele de migrație luate la bordul navei spațiale Soyuz-9 pot fi unul dintre motivele oboselii astronauților, menționate de aceștia pentru prima dată în ziua de zbor 12-13. Există motive să credem că efectul negativ al greutății a fost intensificat de modificări periodice ale ritmului somnului și al stării de veghe (BS Alyakrinsky).
Clasarea factorilor extremi în raport cu condițiile de zbor ale navei spațiale Soyuz-9 poate fi utilă pentru specificarea măsurilor preventive menite să reducă influența negativă a acestor factori. Deoarece valoarea specifică a greutății pare a fi cea mai mare, ideea gravitației artificiale (adică utilizarea principiului centrifugării) primește un argument suplimentar în favoarea sa.
Atrofia musculară, care a fost observată la astronauți numai în raport cu extremitățile inferioare, poate fi prevenită cu succes prin exerciții fizice special selectate.
Este destul de clar că cea mai serioasă atenție trebuie acordată menținerii ritmurilor zilnice ale funcțiilor sale inerente corpului în timpul zborurilor spațiale lungi. Dificultățile de adaptare la ritmuri cotidiene neobișnuite trebuie luate în considerare deja la înființarea unui sistem de selectare a cosmonauților. S-a demonstrat experimental că oamenii reacționează diferit la o schimbare de urgență a regimului de muncă și de odihnă. Pentru unii, această schimbare este extrem de ușoară, pentru alții, dimpotrivă, este o sarcină dificilă. Prevenirea fiabilă a desincronozei la bordul navei spațiale este respectarea strictă de către astronauți a regimurilor raționale de muncă și odihnă dezvoltate pe baza datelor bioritmologice.
Cercetarea problemei existenței pe termen lung a omului în spațiu abia începe. Această problemă poate fi rezolvată numai prin acumularea unor fapte din ce în ce mai multe în zborurile spațiale pe termen lung, cu un program special dezvoltat de observații medicale. Astfel de zboruri includ zborul navei spațiale Soyuz-9.
Omul a zburat pentru prima dată în spațiu în 1961, dar nici jumătate de secol mai târziu nu există răspunsuri exacte la întrebările despre modul în care zborul spațial și șederea prelungită în condiții de gravitație minimă sau gravitație zero afectează corpul uman.
Într-un nou studiu, oamenii de știință au decis să studieze modificările din corpul astronauților puțin mai adânc, aproape la nivel molecular.
Schimbări ireversibile
Un studiu al stării de sănătate a astronauților după o lungă ședere în spațiu a arătat că există o serie de modificări care le afectează foarte mult sănătatea atât în timpul zborului, cât și după. Mulți astronauți, după o anumită perioadă de timp petrecută în gravitație zero, nu pot reveni la indicii lor anteriori de capacitate fizică.
Acest lucru se datorează faptului că condițiile de microgravitație tensionează corpul uman și duc la slăbirea acestuia. De exemplu, inima slăbește din cauza pierderii de masă, deoarece în greutatea zero sângele este distribuit diferit și inima bate mai încet.
În plus, densitatea masei osoase scade, datorită faptului că corpul nu este afectat de gravitația pământului. Modificări ale masei osoase sunt observate deja în primele două săptămâni cu gravitație zero și, după o lungă ședere în spațiu, este aproape imposibil să se restabilească starea anterioară a țesutului.
Modificările sistemului imunitar al organismului și ale procesului de metabolism sunt deosebit de puternice.
Sistemul imunitar
Imunitatea suferă de faptul că greutatea este o stare extrem de nouă pentru oameni în ceea ce privește dezvoltarea evolutivă. De sute de mii de ani, oamenii nu s-au confruntat cu condiții de microgravitație și s-au dovedit a fi extrem de nepregătiți genetic pentru ei.
Din această cauză, sistemul imunitar percepe greutatea ca o amenințare pentru întregul corp ca întreg și încearcă să activeze toate mecanismele de apărare posibile simultan.
În plus, în condiții de izolare de condițiile familiare, corpul uman se confruntă cu o cantitate minimă de bacterii, viruși și microbi, care afectează, de asemenea, negativ imunitatea.
Metabolism
Schimbările metabolice apar din mai multe motive. În primul rând, rezistența corpului scade și masa musculară se pierde din cauza lipsei de activitate fizică, cu care corpul este obișnuit cu gravitația.
În al doilea rând, datorită rezistenței reduse și activității aerobe, organismul consumă mai puțin oxigen și descompune mai puține grăsimi.
În al treilea rând, din cauza modificărilor sistemului cardiovascular, mai puțin oxigen pătrunde în mușchi prin sânge.
Toate acestea sugerează că corpul uman trece printr-o perioadă dificilă de adaptare la condițiile unei șederi îndelungate în spațiu. Totuși, cât de exact și de ce apar modificări în organism?
Studiul compoziției sângelui
Studiul stării astronauților înainte, în timpul și după misiunile spațiale a arătat că există modificări ale sistemului imunitar, tonusului muscular, proceselor metabolice și reglării temperaturii corpului, dar oamenii de știință încă nu înțeleg mecanismele care stimulează aceste schimbări.
Se pare că zborul spațial reduce conținutul diferitelor grupe de proteine din corpul uman. Unii dintre ei revin rapid la normal, în timp ce alții le este mult mai dificil să ajungă într-o stare de pre-zbor.
Progresul cercetării
Pentru a studia efectul șederii prelungite pe orbită în condiții de microgravitație asupra conținutului de proteine din sânge, oamenii de știință au studiat plasma sanguină a 18 cosmonauți ruși care fuseseră în misiuni pe termen lung la Stația Spațială Internațională.
Prima probă de plasmă a fost colectată cu o lună înainte de zbor, a doua probă a fost colectată imediat după aterizare, iar proba finală a fost colectată la o săptămână după finalizarea misiunii.
În anumite cazuri, astronauții înșiși au prelevat și au studiat probe în timp ce se aflau pe ISS pentru a oferi indicatori mai exacți ai modului în care se modifică conținutul anumitor proteine din sângele lor.
rezultate
Doar 24% din grupele de proteine analizate au fost găsite la niveluri mai mici imediat după aterizarea pe Pământ și după șapte zile.
concluzii
Studiul diferenței în menținerea proteinelor în sânge este una dintre modalitățile care pot fi utilizate pentru a explica unele dintre schimbările care au loc în corpul unui astronaut care a fost gravitațional zero de mult timp.
De exemplu, autorii studiului au concluzionat că practic toate cele 24% din proteinele a căror concentrație s-a modificat în timpul șederii lor în spațiu au fost asociate cu doar câteva procese ale corpului, cum ar fi metabolismul grăsimilor, coagularea sângelui și imunitatea.
