Космічна медицина
Космічна медицина
Відео: Космічна медицина СРСР (Пізнавальний ТВ, Іван Неумивакин)
Космічна біологія і медицина -
комплексна наука, що вивчає особливості життєдіяльності людини та інших організмів в умовах космічного польоту. Основним завданням досліджень в галузі космічної біології і медицини є розробка засобів і методів життєзабезпечення, збереження здоров`я і працездатності членів екіпажів космічних кораблів і станцій в польотах різної тривалості і ступеня складності. Космічна біологія і медицина нерозривно пов`язана з космонавтикою, астрономією, астрофізикою, геофізиків, біологією, авіаційної медициною і багатьма іншими науками.
Відправними в становленні космічної біології і медицини вважаються наступні віхи: 1949 г. - вперше з`явилася можливість проведення біологічних досліджень при польотах ракет 1957 г. - вперше жива істота (собаку Лайку) відправили в навколоземний орбітальний політ на другому штучному супутнику Землі-1961 р - перший пілотований політ у космос, досконалий Ю.А. Гагаріним. З метою наукового обґрунтування можливості безпечного в медичному відношенні польоту людини в космос досліджувалася переносимість впливів, характерних для старту, орбітального польоту, спуску і посадки на Землю космічних літальних апаратів (КЛА), а також випробовувалася робота біотелеметріческой апаратури і систем забезпечення життєдіяльності космонавтів. Основна увага приділялася вивченню впливу на організм невагомості і космічного випромінювання.
Результати, отримані при проведенні біологічних експериментів на ракетах, другому штучному супутнику (1957) і повертаються космічних кораблях-супутниках (1960-1961), в сукупності з даними наземних клінічних, фізіологічних, психологічних, гігієнічних та інших досліджень фактично відкрили шлях людині в космос. Крім цього, біологічні експерименти в космосі на етапі підготовки першого космічного польоту людини дозволили виявити ряд функціональних змін, що виникають в організмі під час дії факторів польоту, що стало підставою для планування подальших експериментів на тваринах і рослинних організмах в польотах пілотованих космічних кораблів, орбітальних станцій і біосупутнику .
Досягнення в галузі космічної біології і медицини багато в чому визначили успіхи в розвитку пілотованої космонавтики. Поряд з польотом Ю.А. Гагаріна, скоєному 12 квітня 1961 р слід зазначити такі епохальні події в історії космонавтики, як висадку 21 липня 1969 р астронавтів Армстронга (N. Armstrong) і Олдрина (Е. Aldrin) на поверхню Місяця і багатомісячні (до року) польоти екіпажів на орбітальних станціях «Салют» і «Мир». Це стало можливим завдяки розробці теоретичних основ космічної біології і медицини, методології проведення медико-біологічних досліджень в космічних польотах, обґрунтування та впровадження методів відбору і передпольотної підготовки космонавтів, а також розробці засобів життєзабезпечення, медичного контролю, збереження здоров`я і працездатності членів екіпажу в польоті.
В успішному розвитку космічної біології і медицини велику роль відіграє участь в космічних польотах лікарів-дослідників. Вони проводять складні медико-біологічні дослідження, строго контролюють стан здоров`я космонавтів і своєчасно вживають заходів з профілактики та лікування захворювань, що набуває особливого значення в тривалих космічних польотах. У зв`язку зі створенням орбітальних медико-біологічних лабораторій планується розширити участь лікарів в космічних польотах і залучити біологів різних спеціальностей для проведення в космосі експериментів на тваринах і рослинних організмах.
У космічному польоті на організм людини впливає комплекс факторів, пов`язаних з динамікою польоту (прискорення, вібрація, шум, невагомість), перебуванням в герметичному приміщенні обмеженого обсягу (змінена газове середовище, гіпокінезія, нервово-емоційне напруження і т.д.), а також фактори космічного пространствакак середовища проживання (космічне випромінювання, ультрафіолетове випромінювання і ін.).
Відео: Космічна медицина. Захмарні перевантаження (2016)
На початку і наприкінці космічного польоту на організм впливають лінійні прискорення (див. Авіаційна медицина
).
Їх величини, градієнт наростання, час і напрям дії в період запуску і виведення КЛА на навколоземну орбіту залежать від особливостей ракетно-космічного комплексу, а в період повернення на Землю - від балістичних характеристик польоту і типу КЛА. Виконання маневрів на орбіті також супроводжується впливом прискорень на організм, проте їх величини при польотах сучасних КЛА незначні.
Основні відомості про вплив прискорень на організм людини і способи захисту від їх несприятливого впливу були отримані при дослідженнях в галузі авіаційної медицини, космічна біологія і медицина лише доповнили ці відомості. Було встановлено, що перебування в умовах невагомості, особливо тривалий час, призводить до зниження стійкості організму до дії прискорень. У зв`язку з цим за кілька діб до спуску з орбіти космонавти переходять на спеціальний режим фізичних тренувань, а безпосередньо перед спуском отримують водно-сольові добавки для збільшення ступеня гідратації організму і об`єму циркулюючої крові. Розроблено спеціальні крісла - ложементи і протівоперегрузочниє костюми, що забезпечує підвищення переносимості прискорень при поверненні космонавтів на Землю.
Серед усіх факторів космічного польоту постійним і практично невідтворюваних в лабораторних умовах є невагомість. Вплив її на організм різноманітне. Виникають як неспецифічні адаптаційні реакції, характерні для хронічного стресу, так і різноманітні специфічні зміни, зумовлені порушенням взаємодії сенсорних систем організму, перерозподілом крові в верхню половину тіла, зменшенням динамічних і практично повним зняттям статичних навантажень на опорно-руховий апарат.
і численні експерименти на тваринах в польотах біосупутнику «Космос» дозволили встановити, що провідна роль у виникненні специфічних реакцій, що об`єднуються в симптомокомплекс космічної форми хвороби руху (заколисування), належить вестибулярному апарату. Це пов`язано з підвищенням в умовах невагомості збудливості рецепторів отолитов і півколових каналів і порушенням взаємодії вестибулярного аналізатора та інших сенсорних систем організму. В умовах невагомості у людини і тварин виявляються ознаки детренированности серцево-судинної системи, збільшення обсягу крові в судинах грудної клітки, застійні явища в печінці та нирках, зміна мозкового кровообігу, зменшення обсягу плазми. У зв`язку з тим, що в умовах невагомості змінюються секреція антидіуретичного гормону, альдостерону і функціональний стан нирок, розвивається гипогидратация організму. При цьому зменшується вміст позаклітинної рідини і збільшується виведення з організму солей кальцію, фосфору, азоту, натрію, калію і магнію. Зміни в опорно-руховому апараті виникають переважно в тих відділах, які в звичайних умовах життєдіяльності на Землі несуть найбільшу статичне навантаження, тобто м`язах спини і нижніх кінцівок, в кістках нижніх кінцівок і хребцях. Відзначаються зниження їх функціональних можливостей, уповільнення швидкості периостального костеобразования, остеопороз губчастої речовини, декальцинація і інші зміни, які призводять до зниження механічної міцності кісток.
У початковий період адаптації до невагомості (займає в середньому близько 7 діб) приблизно у кожного другого космонавта виникають запаморочення, нудота, дискоординація рухів, порушення сприйняття положення тіла в просторі, відчуття припливу крові до голови, утруднення носового дихання, погіршення апетиту. У ряді випадків це призводить до зниження загальної працездатності, що ускладнює виконання професійних обов`язків. Вже на початковому етапі польоту з`являються початкові ознаки змін в м`язах і кістках кінцівок.
У міру збільшення тривалості перебування в умовах невагомості багато неприємні відчуття зникають або згладжуються. Одночасно з цим практично у всіх космонавтів, якщо не вжити належних заходів, прогресують зміни стану серцево-судинної системи, обміну речовин, м`язової і кісткової тканини. Для попередження несприятливих зрушень використовується широкий комплекс профілактичних заходів і засобів: вакуумна ємність, велоергометр, бігова доріжка, тренувально-навантажувальні костюми, Електроміостимулятори, тренувальні еспандери, прийом сольових добавок і т.д. Це дозволяє підтримувати хороший стан здоров`я і високий рівень працездатності членів екіпажів в тривалих космічних польотах.
Неминучим супутнім фактором будь-якого космічного польоту є гіпокінезія - обмеження рухової активності, яка, незважаючи на інтенсивні фізичні тренування під час польоту, призводить в умовах невагомості до загальної детренированности і астенізація організму. Численні дослідження показали, що тривала гіпокінезія, створювана перебуванням в ліжку з нахилом головного кінця (-6 °), надає на організм людини практично такий же вплив, як і тривала невагомість. Цей спосіб моделювання в лабораторних умовах деяких фізіологічних ефектів невагомості широко використовується в СРСР і США. Максимальна тривалість такого модельного експерименту, проведеного в Інституті медико-біологічних проблем МОЗ СРСР, склала один рік.
Специфічною проблемою є дослідження впливу на організм космічних випромінювань. Дозиметричні і радіобіологічні експерименти дозволили створити і впровадити в практику систему забезпечення радіаційної безпеки космічних польотів, яка включає засоби дозиметричного контролю та локального захисту, радіозахисні препарати (радіопротектори).
До завдань космічної біології і медицини входить вивчення біологічних принципів і методів створення штучного середовища проживання на космічних кораблях і станціях. Для цього відбирають живі організми, перспективні для включення їх в якості ланок в замкнуту екологічну систему, досліджують продуктивність і стійкість популяцій цих організмів, моделюють експериментальні єдині системи живих і неживих компонентів - біогеоценози, визначають їх функціональні характеристики і можливості практичного використання в космічних польотах.
Успішно розвивається і такий напрямок космічної біології і медицини, як екзобіология, що вивчає наявність, поширення, особливості та еволюцію живої матерії у Всесвіті. На підставі наземних модельних експериментів і досліджень в космосі отримані дані, що свідчать про теоретичну можливість існування органічної матерії за межами біосфери. Проводиться також програма пошуку позаземних цивілізацій шляхом реєстрації та аналізу радіосигналів, що йдуть з космосу.
Досягнення в галузі космічної біології і медицини внесли істотний внесок у вирішення проблем загальної біології і медицини. Розширилися уявлення про межі життя в межах біосфери, а створені експериментальні моделі штучних біогеоценозів - відносно замкнутим кругообігом речовин дозволили дати певну кількісну оцінку антропогенних впливів на біосферу. Великий вплив космічна біологія зробила на екологію, в першу чергу екологію людини і вивчення взаємозв`язку процесів життєдіяльності з абіотичних факторів навколишнього середовища. Проведені дослідження дозволили краще пізнати біологію людини і тварин, механізми регуляції і функціонування багатьох систем організму.
Бібліогр.
Газенко О.Г. Григор`єв А.І. і Наточин Ю.В. Водно-сольовий гомеостаз і космічний політ, М. 1986 Основи космічної біології і медицини, під ред. О.Г. Газенко і М. Кальвіна, т. 2, М. 1975- Тигранян Р.А. Метаболічні аспекти проблеми стресу в космічному польоті, М. 1985.
