Космическая биология и медицина

К сожалению, условия, в которых  совершаются полеты, на современном  этапе еще не таковы, чтобы снять  или значительно сократить нагрузку на человека. Таким образом, пока нет  возможности исключить возникновение  и развитие приспособительных реакций  – адаптацию к условиям полета.

Поскольку условия космического полета предъявляют к организму  человека определенную нагрузку, необходимо знать, каким образом эта нагрузка реализуется, в чем проявляется  ее действие, какие сдвиги она вызывает в организме, оценить все то, что  происходит с человеком, и на основе этих сведений разработать комплекс мероприятий, которые обеспечили бы благополучие человека в полете.

На основе современных  знаний о физиологии человека в космическом  полете разрабатываются соответствующие  профилактические и защитные мероприятия, формулируются требования к среде  обитания человека на борту космического аппарата.

Наверное, было бы преждевременно говорить о том, что сейчас мы всё  знаем о влиянии космоса на жизнь человека. По всей вероятности, было бы правильнее сказать, что нам  известны лишь основные реакции, и, по-видимому, в большинстве случаев имеется  правильная ориентировка в характере  этих явлений, в их природе. Все это  позволяет надеяться на то, что  открыт путь к тому, чтобы уметь  исправить ход неблагоприятных  реакций, если возникает в этом необходимость. Например, если неблагоприятным, с нашей  точки зрения, образом изменяется характер кровообращения, мы обладаем методами, с помощью которых можно  эти изменения предотвратить, когда  мы считаем, что эти изменения  могут неблагоприятно сказаться  на состоянии человека.

Практически все космонавты, возвращающиеся на Землю, теряют в весе (от 0,5 до 7 кг). Динамика веса, как известно, очень существенный показатель состояния  организма. Если человек теряет вес, каждый из нас, а тем более врач, начинает беспокоиться. Правда, бывает и наоборот, но здесь мы рассматриваем  случай, когда потеря веса нежелательна.

В настоящее время могут  быть предприняты меры, которые ограничивают или вовсе исключают снижение веса космонавта в полете. Постоянство  веса взрослого человека в основном регулируется соотношением вводимых в  организм пищевых веществ и воды, с одной стороны, а с другой – его энергетическими и практическими  потребностями плюс выводимыми из организма  продуктами. Относительно космических  полетов известно, что утрата веса тела космонавтом возникает по двум причинам: первая состоит в потере жидкости организмом (так называемое явление дегидратации); вторая – в уменьшении мышечной массы. Для того чтобы стабилизировать вес человека в полете, необходимо регулировать водно-солевой баланс и поддерживать в надлежащем состоянии мышечную систему путем физических тренировок, которые обеспечивают сохранение мышечной массы. Таким образом, имеется возможность стабилизировать вес человека в космическом полете, и это достигается на практике.

Сейчас в результате длительных и детальных исследований реакций  человеческого организма в космическом  полете разработана соответствующая  система мероприятий, которая позволяет  регулировать физиологическое состояние  космонавта, с тем чтобы обеспечить достаточный уровень его физиологического благополучия, хорошее самочувствие и нормальную работоспособность.

Но не все в этой области  известно. Так, например, у космонавтов  обнаружено уменьшение числа кровяных шариков – эритроцитов. Снижение числа эритроцитов не очень велико и не представляет, по-видимому, опасности  для человека. Но если с увеличением  длительности полетов обнаружится  тенденция к возрастающей потере эритроцитов, то это может оказаться  существенным ограничением для более  длительных полетов.

Другим заслуживающим  внимание процессом является повышенное выделение некоторых солей (электролитов), в частности кальция, из организма  космонавтов. Не будем останавливаться  на том, что избыточное выделение  кальция через систему органов  выделения может принести серьезные  неприятности с точки зрения образования  камней. Хотя уже это делает проблему достаточно важной и сложной. Но кальций  является, кроме того, важным биологическим  и физиологическим элементом, который  очень существен для построения костной ткани, для нормального  течения процессов возбуждения  в нервной ткани и т. д.

Словом, кальций является биологически очень важным элементом, и его утрата неблагоприятна для  функций организма. Вместе с тем  медико-биологические исследования, проводившиеся в космических  полетах разной продолжительности, показали, что даже после самых  длительных полетов утрата кальция  в максимуме не превышала 10 – 15%. Эти цифры, как мы знаем из клинической  практики, не могут нас напугать и не служат ограничением для увеличения продолжительности полета. Однако нам  необходимо научиться управлять  этими явлениями, так же как и  реакцией кроветворения, для стабилизации ряда физиологических показателей  на уровне, обеспечивающем нормальные функции человека в космическом  полете большой продолжительности.

Но этими проблемами космическая  медицина, разумеется, не исчерпывается. Дело не только в осуществлении профилактических мероприятий, целью которых является стабилизация состояния здоровья человека, важно обеспечить человека всем необходимым  на случай возникновения каких-либо заболеваний. При этом нужно знать, как меняется реактивность организма.

Изменение реактивности организма  можно наблюдать на разных примерах. В частности, имеется достаточно большой набор микроорганизмов, сосуществующих с человеческим организмом. Многие из них полезны, некоторые  бывают вредны, словом, между человеком и микробами существуют определенные отношения, взаимодействие, и если это взаимодействие нарушается, оно может привести к заболеваниям, которые в данном случае называются инфекционными. Если взять статистику заболеваний, возникавших в космических полетах по программе «Аполлон», то все отмеченные 17 случаев заболеваний были инфекционного характера (типа вирусных) . Все это подчеркивает важность изучения проблемы иммунитета, способов защиты человека от заболеваний в полете, его взаимодействия с микроорганизмами, вирусами и т. д.

По мере увеличения продолжительности  полетов огромное значение приобретают  проблемы медицинской психологии, психологии труда человека, проблемы эргономики, социальной психологии, взаимодействия между членами экипажа, а также  между экипажем, совершающим полет, и персоналом наземных служб. Особенности  космических полетов предъявляют  повышенные нагрузки к организму  человека, к его психике, поэтому  подбор членов экипажа, регуляция психического тонуса, эмоционального состояния и  другие проблемы необычайно важны.

Все это мы достаточно хорошо знаем, поскольку нередко сталкиваемся с подобного рода проблемами на работе и в быту. Поэтому несомненно то, что если космическая медицина продвинется в разработке этих проблем в интересах космонавтики, это принесет полезные результаты и для нашей земной практики.

Можно и далее перечислять  круг основных проблем, которыми занимается современная космическая медицина, но в этом случае неизбежно будут  затронуты те темы, которые обсуждаются  в сборнике. Поэтому позвольте  сделать очень короткое резюме...

Ранние утренние часы, начало весны, первые годы жизни человека –  все это такие периоды времени, которые всегда бывают особенно значительными, может быть, окрашенными радостным  ощущением ожидания того, что ждет нас впереди... Нечто подобное переживает сейчас космонавтика и, в частности, космические путешествия человека, поскольку это его первые шаги в космосе. И именно потому, что  это – первые шаги, мы не должны быть самонадеянными. Нужно ясно понимать, что дальнейшие шаги на этом пути будут  ставить новые и, может быть, еще  более сложные проблемы.

Нам следует быть осторожными  в своих выводах. Древние были необычайно правы, когда говорили, что  путь к звездам сложен и тернист. Сознавая это, мы должны двигаться вперед, основывая свои действия на тщательном и глубоком изучении природы человека, его реакций на космическую среду, уделяя самое большое внимание безопасности будущих космических полетов.

Академик О. Г. Газенко

Космическая медицина – земной!

Н. Н. ГУРОВСКИЙ,

доктор медицинских наук

Константин Эдуардович Циолковский  назвал освоение космоса «погоней за светом и пространством». По моему  мнению, освоенной можно считать  ту часть космического пространства, в которой уже побывал человек. Автоматы действительно дают очень  большую информацию и без них  трудно представить себе процесс  освоения космоса, но ведь заканчивать  этот процесс приходится человеку. И вот тут можно с очевидностью утверждать, что в развитии космонавтики немало заслуг принадлежит той отрасли  медицины, которая носит гордое название «космическая».

Космическая медицина вышла  из недр медицины земной и, в частности, авиационной, впитала в себя достижения самых разнообразных областей естествознания, особенно медицинских и биологических  наук. Однако она не оторвалась от них, и сама теперь вносит немалый вклад  в решение земных медико-биологических  проблем.

В этой статье будут приведены  примеры, характеризующие вклад  космической медицины, и очерчены ее земные пути.

Самое общее и, может быть, самое существенное влияние космических  исследований на различные области  медицины состоят в положительном, стимулирующем влиянии этих исследований на общий прогресс в науке и  технике.

Специфичность задач, которые  должна была решать космическая медицина, потребовала привлечения значительного  числа инженеров, математиков, физиков  – словом, специалистов так называемых точных наук, а это в значительной степени способствовало прогрессу в области космической медицины, в частности, при создании специальной аппаратуры, которая сейчас используется и в условиях различных клиник.

Например, особенность медицинского контроля за состоянием здоровья космонавта в полете состоит в том, что «больной» (космонавт) находится за сотни километров от врача, который должен обследовать, оценить состояние здоровья и реакции физиологических систем космонавта, а в случае действительного заболевания – поставить диагноз и назначить лечение. Это определило необходимость разработки дистанционных методов контроля за основными системами организма. При этом медицинская аппаратура, создаваемая для этих целей, должна была быть миниатюрной, надежной и устойчивой к внешним воздействиям (вибрациям, перегрузкам, температурным влияниям и т. д.).

В настоящее время разработаны  специальные методы и соответствующая  аппаратура, которые позволяют с  помощью телеметрических систем дистанционно регистрировать и передавать с борта космического корабля  на Землю такие физиологические  показатели, как электрокардиограмма, кровяное давление, биотоки мозга  электроэнцефалограмма), мышц (электромиограмма), кровенаполнение сосудов (реограмма) и т. д. Кроме того, было создано устройство, предназначенное для записи ряда показателей на магнитную ленту, которые подробно расшифровываются после возвращения космонавтов на Землю или по мере необходимости периодически сбрасываются с магнитного носителя на воспринимающие наземные устройства во время полета.

Таким образом, космическая  медицина располагает большими возможностями  в дистанционном изучении различных  физиологических систем человеческого  организма. Достаточно сказать, что  функции сердечно-сосудистой системы можно при этом обследовать в не меньшем объеме, чем в хорошо оборудованной наземной лаборатории.

Этот метод непредельного  дистанционного медицинского контроля, реализованный в космических  полетах, нашел практическое применение в различных областях клинической  медицины, а также при врачебном  контроле за спортсменами, в курортологии и т. д. Например, в ряде клиник достаточно широко используются дистанционные  методы регистрации некоторых физиологических  показателей для контроля за состоянием больных в послеоперационном  периоде, в реанимационных отделениях. В курортологии этот метод нашел применение для оценки состояния пациентов во время приема некоторых процедур. В спортивной медицине врачи и тренер могут следить за сердечной деятельностью непосредственно в процессе выполнения упражнений, во время бега и даже при плавании. Была создана и специальная аппаратура, в которой использовались принципы, заложенные в аппаратуре врачебного контроля за космонавтами.

Используется в земных клиниках и разработанный для  космической медицины метод сейсмокардиограммы для оценки сократительной функции сердечной мышцы – он применялся во время полетов экипажей «Востока-5» и «Востока-6», всех космических кораблей «Восход» и «Союз», а также орбитальных станций «Салют».

Другие примеры взаимодействия космической и земной медицин  связаны с процессами обследования человека, с диагностикой состояния  основных систем организма. Как известно, космической медицине еще в процессе своего становления пришлось решать задачи по отбору космонавтов к космическим полетам, по разработке требований к среде обитания в кабине космического корабля, к системам жизнеобеспечения космонавтов, а также при оценках реакций человеческого организма на воздействие условий космического полета.

Интересно, что специалисты, начавшие работу в этой области, столкнулись  с таким фактом, как недостаточность  наших знаний о ряде показателей, характеризующих норму: нормальные реакции здорового человека в  различных условиях, нормальные показатели содержания ряда вредных примесей в  атмосфере помещений (особенно –  замкнутых при длительном пребывании в них человека) и т. д. Таким  образом, оказалось, что хотя медицина «знает» и здорового человека, и показатели больного, но гигиена по части разработки норм крайне мало учитывала требования к нормированию среды обитания замкнутых помещений малого объема.

В связи с этим были предприняты  специальные исследования в области  космической медицины, направленные на уточнение допустимых колебаний  физиологических показателей, возникающих  при разнообразных нагрузках. Эти  работы во многом способствовали углублению наших знаний о границах нормы  и патологии, о пограничных состояниях между болезненными явлениями и  нормальными, а это весьма существенно  при клиническом лечении больных.