CC BY
162
М.В. Баранов, С.Ю. Захаров, О.Н. Новикова, Е.А. Руденко
Программа медицинского обследования космонавтов, завершивших летную деятельность
НИИ космической медицины ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий» ФМБА России, г. Москва
M.V. Baranov, S.Yu. Zakharov, O.N. Novikova, E.A. Rudenko
Medical examination of cosmonauts, having completed their flight activity
Research Institute for Space Medicine Federal Research Clinical Center of Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies, Federal Biomedical Agency of Russia, Moscow
Ключевые слова: факторы космического полета, невесомость, космонавты, анализ заболеваний, медицинские риски, медицинское обследование.
В ходе обеспечения космических полетов медицинские специалисты получают большой объем данных о состоянии здоровья действующих космонавтов с момента их отбора в отряд и до завершения летной деятельности. Эти данные включают развернутое клиническое обследование, целый ряд функциональных и нагрузочных тестов, большое количество лабораторного материала как в межполетный период, так и во время пребывания космонавтов на орбите. Все это позволяет детально отслеживать изменения в состоянии здоровья космонавта в период его службы в отряде, формировать рекомендации по режиму труда и отдыха в ходе подготовки к космическим миссиям, рекомендовать завершение летной деятельности по медицинским показаниям. Однако при этом нельзя отследить отсроченное влияние на здоровье факторов космического полета — необходим сбор медицинской информации о космонавтах на протяжении всей жизни после завершения летной деятельности.
Keywords: factors of spaceflight, microgravity, cosmonauts, morbidity analysis, health risks, medical examination.
The article is devoted to the analysis of a special program for medical examination of cosmonauts who have completed their flight activity. The study identified main occupational risk factors, comparison groups, the in-depth primary medical examination program, as well as the main difficulties in its implementation and proposed ways of overcoming them.
Подобный медицинский проект в настоящее время развернут в США в рамках программы «Пожизненное наблюдение за здоровьем астронавтов» («Lifetime surveillance of astronaut health» — LSAH). Эта программа возникла не на пустом месте, а стала продолжением и развитием научно-исследовательской работы «Продолжительное исследование здоровья астронавтов» («Longitudinal study of astronaut health»), проводившейся в 1992—2010 гг.
В России исследования отсроченного влияния факторов космического полета на организм космонавтов долгое время не проводились и были начаты в 2013 г. с открытием программы «Долголетие» в НИИ космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России.
Основной целью данного исследования стало изучение состояния здоровья космонавтов, завершивших летную деятельность, для оценки отсроченного влияния космических полетов на организм человека.
Статья посвящена анализу специальной программы медицинского обследования космонавтов, завершивших летную деятельность. Определены основные профессиональные факторы риска, группы сравнения и программа первичного углубленного медицинского обследования; указаны главные трудности в реализации данной программы и предложены пути их решения.
Для решения поставленной цели были сформулированы основные задачи исследования:
• анализ неблагоприятных факторов космического полета и заболеваемости космонавтов на борту пилотируемых космических объектов;
• разработка проекта программы первично -го углубленного медицинского обследования космонавтов, завершивших летную деятельность;
• сбор медицинских данных о состоянии здоровья космонавтов, завершивших летную деятельность;
• сравнительный анализ структуры заболеваемости космонавтов, совершивших полеты в космос различной продолжительности, с космонавтами, не летавшими в космос, и среднестатистической заболеваемостью.
Анализ неблагоприятных воздействий на организм космонавтов условий космического полета позволяет рассматривать последние как дополнительные факторы риска развития острой и хронической патологии. К числу таких факторов следует относить эффекты воздействия на организм невесомости, ускорений, включая ударные перегрузки, ионизирующей радиации, неионизирующего излучения, длительной изоляции людей в ограниченном объеме, шума, вибрации, параметров искусственной газовой атмосферы, включая измененные величины общего давления, содержания кислорода и углекислого газа, температуры и влажности окружающей среды, механические и биологические воздействия. Но ведущую роль, безусловно, играют микрогравитация и ионизирующая радиация.
Функциональные и морфологические изменения, возникающие у космонавтов в ходе полета, правомерно рассматривать как проявления приспособления организма к новым условиям. Однако адаптация организма к условиям микрогравитации вызывает у космонавтов напряженное функционирование всех систем органов и тканей.
Потеря жидкости на начальном этапе полета [6] приводит к транзиторному повышению гематокрита и увеличению вязкости крови, меняется сосудистый тонус в различных областях организма, нарастает частота
сердечных сокращений (ЧСС) на фоне снижения артериального давления (АД) и ударного объема [3; 4]. Эти изменения формируют новый уровень деятельности сердечнососудистой системы и ее нейрогуморальной регуляции и могут стать предпосылками к развитию разнообразных нарушений ритма сердца и изменений конечной части желудочкового комплекса электрокардиограммы (ЭКГ) метаболического генеза.
Сдвиги в функциональной активности центральной нервной системы (ЦНС), возникшие под действием факторов космического полета, могут способствовать астено-невротическим и вегетососудистым нарушениям [2].
Такие изменения в иммунной системе, как угнетение способности клеток естественных киллеров распознавать и образовывать конъюгаты с клетками-мишенями, способности к повторным взаимодействиям с чужеродными клетками, а также снижение их интегральной цитотоксической активности, могут стать пусковым фактором для развития злокачественных новообразований, заболеваний инфекционной и вирусной природы у космонавтов как во время полета, так и после его завершения [1].
В опорно-двигательном аппарате происходит снижение мышечной массы и ее силовых характеристик, причем снижение мышечной массы может достигать 30% [7]. Что же касается костной ткани, то снижение ее плотности происходит в течение всего полета и пропорционально его длительности, при этом доказано, что этот процесс не имеет тенденции к выходу на плато. Потеря костной массы организма в целом может составлять 1—2% [7], а по отдельным группам костей (кости таза, поясничные позвонки, бедренные кости) достигать 8—9% [5]. Все это существенно повышает риск переломов и повреждений.
Кроме того, уровень экскреции кальция почками возрастает в первые дни полета на 60—70% и сохраняется на стабильно высоком уровне [7] в течении всего полета, что в свою очередь существенно повышает риск развития мочекаменной болезни.
Описанные изменения характерны для воздействия на организм космонавтов микрогравитации. В то же время не меньшую, а в
межпланетных полетах, возможно, и большую опасность представляет собой ионизирующая радиация.
В ходе космических полетов системе радиационной безопасности и контроля уделяется повышенное внимание. Нарушения здоровья в результате воздействия космической радиации разделяют на ранние ( острые) и поздние (отдаленные). Если ранние нарушения проявляются в течение нескольких дней или недель, то отдаленные последствия развиваются, как правило, спустя месяцы и годы после воздействия. Отдаленные эффекты охватывают такой широкий круг патологии, как нарушение репродуктивной функции, помутнение хрусталика, возникновение онкологических заболеваний, наследственные дефекты и аномалии развития.
На основе анализа полученных данных можно сделать вывод, что факторы космического полета в большей или меньшей степени влияют практически на все системы органов и тканей в организме космонавтов. Однако наибольшим изменениям подвергаются сердечно-сосудистая система, опорно-двигательный аппарат, иммунная система, зрительный и слуховой анализаторы. К неблагоприятным для состояния здоровья космонавтов факторам можно отнести неспецифические для космического полета, но не менее значимые условия длительного стресса.
При анализе случаев заболеваний космонавтов в условиях космических полетов обращает на себя внимание отсутствие серьезных клинических случаев, потребовавших досрочного прекращения или значительного изменения программы полета. Основную массу медицинских ситуаций составляли различные транзиторные нарушения сердечного ритма, микротравмы, простудные заболевания, воспалительные процессы разной локализации нетяжелого течения, заболевания зубов, а также переутомление, нарушения сна, головные боли. Появление сердечных аритмий у космонавтов и астронавтов часто совпадало с их выраженным эмоциональным напряжением на активных участках полета, во время работ в условиях открытого космоса и на поверхности Луны.
Таким образом, при формировании программы первичного углубленного меди-
цинского обследования космонавтов, завершивших летную деятельность, исходили из следующих положений:
1) факторы космического полета влияют практически на все системы органов и тканей организма;
2) методы клинического обследования можно разделить на обязательные и необходимые «по показаниям»;
3) учитывая повышенный уровень ионизирующей радиации в условиях длительных космических экспедиций и изменения в иммунной системе, необходимо проводить максимально широкий поиск онкопатологии.
Первый этап обследования — консультация врача-терапевта, определение жалоб, осмотр и составление индивидуальной программы первичного обследования, включающей как обязательные консультации и методы, так и назначения «по показаниям».
Расширенный перечень консультаций и диагностических методов, используемых для углубленного первичного медицинского обследования, указан в таблице.
В ходе подготовки программы исследования отсроченного влияния факторов космического полета на организм космонавтов мы должны были ответить на два вопроса, которые и сформировали наши основные группы обследуемых:
1. Каковы отдаленные последствия космических полетов?
Ответ на этот вопрос должен быть получен при обследовании космонавтов, имеющих опыт космических полетов.
2. Как повлияли на состояние здоровья отбор в отряд космонавтов и система подготовки и тренировки к полету?
Ответ на этот вопрос должен быть получен при обследовании космонавтов, не имевших опыта реальных космических полетов, и сравнении этих данных с данными первой группы.
Сравнительный анализ данных, полученных у первых двух групп, с данными по среднестатистической заболеваемости и смертности в популяции позволит оценить вклад профессиональных факторов в состояние здоровья космонавтов.
Программа углубленного первичного медицинского обследования
Специалист Осмотр Рентгенодиагностические методы Эндоскопические методы Функциональные методы Лабораторные методы
Терапевт + Клинический анализ крови; биохимический анализ крови; клинический анализ мочи; анализ крови на онкомаркеры; генетические исследования
Кардиолог + СКТ коронарных сосудов; коронарография (по показаниям) ЭКГ; 24 часа ЭКГ+АД; ЭКГ+нагрузка (по показаниям); ЭхоКГ; стресс-ЭхоКГ (по показаниям) Липидный профиль; коагулограмма; тропонин, Д-димер (по показаниям)
Пульмонолог + Рентгенография органов грудной клетки; КТ органов грудной клетки (по показаниям) Бронхоскопия (по показаниям) Спирометрия
Невролог + МРТ головного мозга; МРТ головного мозга с контрастированием сосудов (по показаниям) Дуплексное сканирование сосудов головного мозга; ЭЭГ (по показаниям)
Гастроэнтеролог + СКТ брюшной полости и забрюшинного пространства (по показаниям) ЭГДС; колоноскопия УЗИ брюшной полости
Эндокринолог + УЗИ щитовидной железы; УЗИ поджелудочной железы Гормоны щитовидной железы; половые гормоны (по показаниям)
Аллерголог-иммунолог + Иммунный статус; аллергологические пробы (по показаниям)
Оториноларинголог + МРТ придаточных пазух носа (по показаниям) Аудиометрия; тимпано-метрия; вестибулярная функция (по показаниям); оптокинетическая стимуляция (по показаниям)
Офтальмолог + Офтальмоскопия; исследование щелевой лампой; тонометрия; функция глазодвигательных мышц
Дерматолог По показаниям — — — —
Гематолог По показаниям — — — Пунктат костного мозга (по показаниям)
Хирург- + СКТ брюшной полости и забрюшинного пространства (по показаниям) Дуплексное сканирование сосудов нижних конечностей
Уролог + Экскреторная урография (по показаниям) Цистоскопия (по показаниям) УЗИ почек, надпочечников, мочевого пузыря и предстательной железы Уровень ПСА (свободного ПСА); анализ секрета простаты (по показаниям); спермограмма (по показаниям)
Травматолог + Денситометрия «все тело»; МРТ позвоночника (по показаниям) Анализ маркеров остеопороза
Стоматолог + Ортопантомография (по показаниям) — — —
Психолог По показаниям — — — —
Примечания: АД — артериальное давление; КТ — компьютерная томография; МРТ — магнитно-резонансная томография; ПСА — простатический специфический антиген; СКТ — спиральная компьютерная томография; УЗ И — ультразвуковое исследование; ЭГДС — эзофагогастродуоденоскопия; ЭКГ — электрокардиография; ЭхоКГ — эхокардиография; ЭЭГ — электроэнцефалография.
Таким образом, в программу обследования космонавтов, завершивших летную деятельность, были включены две группы космонавтов: совершавших реальные космические полеты и зачисленных в отряд космонавтов, но не летавших в космос. Третью группу составляли лица мужского пола соответствующих возрастных групп, не имевшие отношения к космической деятельности и отобранные в случайном порядке из числа лиц, обратившихся за помощью в ФГБУ ФНКЦ ФМБА России в течение 2013—2015 гг. Структуру заболеваемости в третьей группе оценивали по материалам медицинской документации.
Опыт первых двух лет работы по обследованию космонавтов, завершивших летную деятельность, выявил определенные трудности в реализации программы.
В первую очередь это низкая мотивация космонавтов к прохождению данного обследования. Вероятно, это связано с традиционным стремлением человека «отгородиться» от возможных неприятностей (в том числе болезни), которое у космонавтов дополнительно подкреплено завышенными оценками состояния своего здоровья. Таким образом, отсутствие информации о той или иной проблеме со здоровьем создает иллюзию отсутствия проблемы как таковой.
Наиболее действенным решением данной проблемы является постоянная и планомерная разъяснительная работа с космонавтами, направленная на популяризацию данных исследований, формирование настроя на контроль за состоянием здоровья и раннее выявление возможных заболеваний. Помимо использования результатов данной работы в совершенствовании системы медицинского обеспечения будущих космических миссий это позволит успешнее бороться с выявленными на ранних стадиях заболеваниями и продлить профессиональное и личное долголетие космонавтов.
Вторая существенная проблема в развитии данной программы заключается в низком уровне взаимодействия и обмена медицинской информацией между медицинскими подразделениями различных структур, занимающихся медицинским обеспечением космонавтов на различных этапах их трудовой деятельности. Для наиболее полного анализа медицинских
данных о состоянии здоровья космонавтов и формирования обоснованных рекомендаций необходимо сравнение информации, полученной при обследовании кандидатов в космонавты на этапе отбора в отряд, в период службы в отряде (в пред-, послеполетных периодах), на этапах послеполетной реабилитации, после завершения летной деятельности. Однако преемственность в медицинском наблюдении соблюдается не на всем протяжении профессиональной карьеры космонавтов. На этапе отбора и в ходе службы в отряде основная медицинская информация собирается в медицинском управлении ЦПК им. Ю.А. Гагарина и в ГНЦ РФ ИМБП РАН, медицинское обслуживание космонавтов, завершивших летную деятельность, проводится медицинскими учреждениями ФМБА России. Для полноценного использования результатов медицинского обследования и применения полученных знаний о профессиональных вредностях в летной работе космонавтов необходимо объединить усилия по обработке и совместному анализу медицинских данных.
Основными направлениями использования полученных результатов являются следующие:
1) научное обоснование разработки и совершенствования перспективных систем медицинского обеспечения, длительных ( в том числе межпланетных) космических миссий, включая методы физической и медикаментозной профилактики неблагоприятного воздействия факторов космического полета;
2) совершенствование системы медицинского отбора членов отряда космонавтов, в том числе с учетом генетической предрасположенности кандидатов к тем или иным видам патологии;
3) совершенствование немедицинских средств пассивной безопасности экипажей в условиях пилотируемого корабля и при работе в условиях открытого космического пространства и на поверхности планет.
Литература
1. Астахов Д.А., Баранов М.В., Панчен-ков Д.Н. Физиологические эффекты микрогравитации как факторы риска заболе-
ваний в космическом полете // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2012. № 2 С. 70-76.
2. Григорьев А.И., Бугров С.А., Богомолов В.В. и др. Обзор основных медицинских результатов годового полета на станции «Мир» / / Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1990. Т. 24. № 5. С. 3-10.
3. Гуровский H.H., Егоров А.Д. Изменения основных функций организма в космических полетах // Результаты медицинских исследований, выполненных на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6»-«Союз». М.: Наука, 1986. С. 19-23.
4. Егоров А.Д., Ицеховский О.Г., Алферова И.В. и др. Исследования сердечнососудистой системы // Результаты медицинских исследований, выполненных на орбитальном научно-исследовательском комплексе «Салют-6»-«Союз». М.: Наука, 1986. С. 89-114.
5. Оганов B.C., Новиков В.Е., Бакулин A.B. и др. Динамика состояния костной системы российских космонавтов — участников экспедиций на MKC // Международная космическая станция. Российский сегмент. Т. 1. М., 2011. C. 149-158.
6. Tavassoli M. Anemia of spaceflight // Journal of the American Society of Hematology. 1982. Vol. 60. P. 1059-1067.
7. Williams D., Kuipers A., Mukai C., Thirsk R. Acclimation during space flight effects on human physiology // Canadian Medical Association Journal. 2009. Vol. 180. P.1317-1323.
Контакты:
Баранов Михаил Викторович,
заместитель директора по медицине НИИ космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, кандидат медицинских наук. Тел.: раб. (499) 193 27 06. E-mail: [email protected]
