CC BY
36
2004 май
ршшиим
[ФАРМИНФО]
Ольга ФЕДОТОВА
Космос начинается
Ш В РАЗДЕЛЕ
КОСМОС НАЧИНАЕТСЯ НА ЗЕМЛЕ ШАНС ИЗБАВИТЬСЯ ОТ ТАБАЧНОЙ З"ВИСИМОСТИ
НА ЗЕМЛЕ
Космонавтика лишь для тех, кто наблюдает за ее успехами со стороны, представляется эффектной и победной. И мало кто знает, с каким трудом обеспечивается учеными-медиками безопасность космонавтов в полете, сколько подводных камней, неожиданностей и сомнений подчас подстерегает их на этом пути.
Космическая медицина — одно из самых молодых и динамично развивающихся направлений науки. Всего лишь сорок с небольшим лет прошло со времени запуска первых космических кораблей, а сегодня ученые всерьез говорят о том, что готовы обеспечивать не только долгосрочную эффективную работу космонавтов на международной космической станции, но и начать подготовку к полету человека на Марс.
ри источника, три составных части
Своеобразными биологическими индикаторами безопасности полета в космос стали животные. Первой собакой-космонавтом была Лайка. Отправляя беспородную дворнягу на верную гибель ученые искренне горевали. Но полученная в ходе запуска информация оказалась
бесценной. Прославленные Белка и Стрелка уже вернулись на землю. Орбитальный полет Юрия Гагарина на корабле «Восток» 12 апреля 1961 г стал
выдающимся событием в развитии космической медицины. Другим значимым этапом явился первый выход человека в космическое пространство, когда четыре года спустя космонавт Алексей Леонов на несколько минут покинул кабину корабля «Восход-2». Постепенно, от полета к полету накапливая данные, ученые выделили три группы факторов, влияющих на человека в космическом полете. Во-первых, факторы, характеризующие космос как своеобразную среду обитания: крайние степени разрежения атмосферы, ионизирующее космическое излучение, особенности теплового режима, метеорное вещество. Во-вторых, факторы, связанные с динамикой движения ракетных аппаратов: ускорение, вибрация, шум, невесомость. В-третьих, факторы, связанные с длительным пребыванием в искусственной среде герметичных кабин малого объема: изоляция, адинамия, эмоциональное напряжение, особенности суточной периодики, обмен микрофлорой, режим работы и отдыха и т.д. Для человека, привыкшего жить в условиях земной гравитации, самым негативным из них является невесомость, то есть явление микрогравитации, которая приводит к перестройке функций всех систем организма. Уже с первых минут полета, через 510—520 секунд с момента старта ракеты, космонавт ощущает перегрузки, которые с выходом корабля на орбиту мгновенно прекращаются, и наступает невесомость.
Основным воздействием невесомости является перераспределение в организме жидких сред — крови, лимфы и других. Если в наземных условиях они распределяются равномерно и не зависят от позы
ФАРМИНФО
83
РЕМЕШЛШ 2004 май
и положения человека, то в условиях микрогравитации кровь и жидкие среды переполняют верхнюю половину туловища — голову, грудную клетку, сосуды мозга. Негативному влиянию невесомости подвергается также вестибулярный аппарат человека. В течение первых трех-пя-ти дней эти явления весьма ощутимы, затем они постепенно сглаживаются, и наступает адаптация организма. Безусловно, некоторые негативные явления микрогравитации от полета к полету могут нивелироваться поведенческими реакциями, привычкой к невесомости и средствами защиты. Например, для уменьшения эффекта перераспределения крови разработан специальный «браслет» — эластичная повязка, которая надевается на верхнюю треть бедра и в некоторой степени задерживает отток крови от нижних конечностей в верхнюю половину туловища. Это — эффективное средство, и многие космонавты пользуются им постоянно за исключением ночного времени.
волонтеры невесомости
Изучению влияния микрогравитации на организм человека способствуют наземные экспериментальные исследования. Создать идеальную модель невесомости на земле достаточно трудно, поэтому ученые пользуются в основном гемоди-намическими моделями, которые лишь приближают их к пониманию влияния на организм микрогравитации. «Эксперименты ведутся практически постоянно, правда, в последние годы чуть меньше из-за финансовых затруднений, — рассказывает заведующий медицинским отделом Института медико-биологических проблем РАН (ИМБП) профессор Игорь Борисович Гончаров. — Мы стремимся к тому, чтобы все они имели выход в практическую сферу, стараемся набрать больше статистики и научных материалов, потому что без этого сделать научные выводы и дать практические рекомендации невозможно».
В роли волонтеров чаще всего выступают сами же сотрудники института. Один из экспериментов продолжительностью от семи до сорока девяти суток состоял в том, что, опустив головную часть туловища человека, моделировали некоторые факторы и условия полета и имитирова-
ли перераспределение жидких сред. А для изучения антиортостатической гипокинезии человек длительное время — от нескольких часов до года — находился в горизонтальном положении в постельном режиме с наклоном головной части туловища от 4 до 15°. В процессе таких экспериментов изучались неблагоприятные явления, которые происходят с космонавтами, фиксировалась работа всех систем и функций организма, вырабатывалась тактика купирования этих состояний, оказания медицинской помощи и выбор медикаментозных средств, наиболее эффективных для той или иной ситуации. Основой следующей экспериментальной модели стала водная среда и бесконтактная иммерсия, когда человека помещали в иммерсионную ванну, накрытую специальным полотном, не пропускающим воду. Это безопорное пространство тоже оказывает на организм достаточно жесткое воздействие и вызывает те гемодина-мические расстройства, которые наблюдаются при гипокинезии.
л
ечение на орбите
Принято считать, что космонавты — абсолютно здоровые люди. Но, во-первых, совершенно здоровых людей сейчас, пожалуй, уже и не встретишь, а во-вторых, в длительном космическом полете невесомость и прочие факторы постепенно делают свое дело, каким бы здоровым человек ни был. Примерно через два месяца полета врачи при медицинском контроле отмечают метаболические изменения в организме космонавтов, чаще всего нарушения ритма сердца и изменения характера конечной части желудочкового комплекса на ЭКГ. Через три месяца полета у космонавтов начинает проявляться симптоматика астенизации, которая выражается в повышенной утомляемости и нарушении сна. Кроме того, пребывание нескольких человек в замкнутом объеме приводит к контаминации и обмену индивидуальной флорой. Все это неизбежно влияет на состояние здоровья космонавтов и требует приема лекарственных средств. Часть из них разрабатывается в ИМБП, часть берется из общей клинической практики. Для обязательного профилактического приема используется три группы лекарственных
средств: сердечно-сосудистые препараты, эубиотики и психотропные средства. Все три группы применяются штатно в каждом полете каждым космонавтом. Остальные препараты назначаются врачами в случае необходимости. Всего же в арсенале на борту космической станции находится более ста наименований лекарственных средств различной направленности. Все они скомпонованы в двадцать укладок по нозологическим формам и снабжены подробными инструкциями.
«катехоламиновыи ожог», или прерванный полет г
«Раньше космонавты старались не говорить о том, что у них болит, что они принимают те или иные лекарства, — продолжает И.Б.Гончаров. — Конкуренция для полета в космос была очень высокой, и они опасались того, что прием препаратов отразится на их профессиональной деятельности. Сейчас такой тенденции нет, отбирать космонавтов по медицинским показаниям стало гораздо сложнее, потому что здоровых людей становится все меньше. Среди тех, кого мы рекомендуем для полета в космос, немало людей с парциальными недостаточ-ностями, не мешающими выполнению программы».
Собственно случаев прерывания полетов по медицинским показаниям было не много, на памяти Игоря Борисовича более чем за 30 лет его работы в космической медицине всего три. Один раз у космонавта наблюдалось нарушение сердечной деятельности с элементами гипертонической болезни. Как раз тогда случилась оказия, шла экспедиция посещения, и космонавт был заменен на другого. Во втором случае космонавт во время полета страдал урологическим заболеванием, лечение эффекта не давало, и это оказывало на него сильное психологическое воздействие, вплоть до истерических реакций. Тогда было решено прервать полет и вернуть весь экипаж на землю. В результате оказался банальный урологический случай, космонавта даже не пришлось оперировать, — просто его истерические реакции на заболевание вызывали впечатление острого процесса. Третий случай представлял собой стойкие нарушения сердечного ритма, связанные со стрес-
84
КОСМОС НАЧИНАЕТСЯ НА ЗЕМЛЕ
2004 май РШШШШ
сорным воздействием на космонавта: выходя в открытый космос, он переключил рукоятку скафандра, случайно задев за люк, и этим самым изменил давление в скафандре на малый режим. Космонавту показалось, что он порвал скафандр, разгерметизировал его, и смертельный исход неизбежен. Испуг был достаточно сильным. По телеметрической связи с землей ему тут же велели переключить рукоятку, давление восстановилось, но даром это не прошло. По его возвращении на станцию во время физических тренировок у него постоянно возникали пароксизмы тахикардии, а лечение не приносило эффекта. Его пришлось раньше времени вернуть на Землю вместе со всем экипажем. При обследовании космонавта кардиологами у него не было найдено никаких органических нарушений. Специалисты трактовали его состояние как результат мощного выброса адреналина, или «катехоламиновый ожог». Все эти случаи заставляют ученых ИМБП постоянно контролировать ситуацию и держать большую группу медицинских специалистов в Центре управления полетом.
космонавт тоже человек
К сожалению, влияние невесомости на организм человека не ограничивается одним только перераспределением жидких сред и воздействием на вестибулярный аппарат. Она вызывает потери мышечной массы, которые в космосе неизбежны и достаточно трудно лечатся, а также способствует деминерализации костной ткани. Поскольку в этих условиях проприоцептивная чувствительность отсутствует, а прочность костной ткани не нужна, появляется угроза выхода из нее кальция, фосфора и других минералов. Без применения мер профилактики это может в конечном итоге привести к необратимым последствиям, когда кость становится более гибкой, мягкой, склонной к переломам и травмам, а космонавт не сможет стоять и ходить и на земле вынужден будет находиться в горизонтальном положении. А поскольку минералы выделяются через почки, это может вызвать возникновение и мочекаменной болезни, вплоть до необходимости хирургических вмешательств.
Поэтому необходимость физической профилактики совершенно очевидна. Проводится она по два часа ежедневно, начиная с седьмого-десятого дня полета на различных снарядах — бегущей дорожке, велоэргометрах, а для тренировки мышечной системы используют специальные натяжители, эспандеры и т.д. Но космонавты тоже люди: иногда они ленятся и не хотят заниматься физическими тренировками, потому что это достаточно утомительно. Тогда врачи вынуждены им напоминать об этом, а если медицинский контроль все же зафиксировал костные нарушения, изменят график, темп, снаряды и продолжительность физических нагрузок.
|кто первый нас встречает на земле
Особого внимания со стороны врачей требуют такие динамические операции, как старт, стыковка, выход в открытый космос, посадка, потому что именно тогда космонавт испытывает наибольшие перегрузки.
Выход в открытый космос — неотъемлемая часть практически каждого современного полета. И хотя космонавт находится в специальном скафандре, это достаточно сложное мероприятие, опасное в том числе возникновением декомпрес-сионных расстройств, когда человек может потерять сознание и получить серьезное увечье, вплоть до летального исхода. На место посадки спускаемого аппарата вылетают в основном специалисты интенсивной терапии, анестезиологи, реаниматологи ИМБП, бригады федеральной службы поиска и спасения и врачи-физиологи Центра подготовки космонавтов. Быстро разворачивают специальный пневмокаркасный надувной модуль, в котором в течение пяти минут создается комфортная температура, освещение, устанавливается аппаратура для оказания интенсивной помощи и хирургических жизнеспасающих мероприятий. Там врачи проводят первичное медицинское обследование космонавтов, дают им возможность отдохнуть, переодеться, провести гигиенические процедуры. «Каждая посадка — достаточно экстренный случай, несмотря на то, что мы за несколько минут до этого слышим космонавтов, — рассказывает Игорь Борисо-
вич. — Они говорят нам, что на борту все идет нормально и они чувствуют себя хорошо. Мы и сами видим, что двигатели сработали, и все, вроде, в порядке, но бывает ветер, кульбиты аппарата, и возможность травматизма в этих случаях повышается. Моменты посадки всегда очень тревожные. Когда выпрыгиваешь из вертолета и бежишь к спускаемому аппарату, то пока ты не увидишь лица космонавтов в закопченных иллюминаторах или не откроешь люк и не вступишь с ними в визуальный контакт, всегда волнуешься».
гордость и печаль i космических врачей
Сегодня космические медики мечтают о том, чтобы в каждом полете на борту работал врач — лечить с земли за тысячи километров достаточно сложно, не каждый космонавт может объяснить свое состояние. Но на помощь врачам пришла телемедицина. Уже выделен специальный канал связи, и в ближайший год этот метод будет внедрен в практику космических полетов. Это тем более актуально сейчас, когда в мире идет речь о таких направлениях пилотируемой космонавтики, как полеты на Марс и долговременный космический туризм. Современные разработки ученых ИМБП порой поражают воображение и вызывают заслуженную гордость за нашу отечественную науку. Печально, что воплощать их становится все труднее. Почти все финансовые средства, выделяемые на космос, идут на «железо», медицинская составляющая финансируется по жалкому остаточному принципу. В результате количество научных сотрудников института за последние годы сократилось с двух тысяч до 400 человек, при этом вся космическая медицина держится за счет старых кадров, притока молодых специалистов практически нет. А те, кто все-таки решается прийти работать на мизерную зарплату, после защиты диссертации чаще всего уходят работать на фирмы или уезжают за границу. В свое время К.Э.Циолковский предрекал, что настанет такое время, когда человечество обязано будет покинуть Землю — свою колыбель — и сделать шаг в космос. И роль космической медицины в этом деле — далеко не последняя.
Ф
