CC BY
90
© УШАКОВ И.Б., 2018
Ушаков И.Б.
СТАГНАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ: СИМПТОМЫ, ДИАГНОЗ И ПУТИ ЛЕЧЕНИЯ
ФГБУ ГНЦ РФ — ФМБЦ имени А.И. Бурназяна ФМБА России, г. Москва
Ushakov I.B.
STAGNATION OF MODERN SPACE MEDICINE: SYMPTOMS, DIAGNOSIS AND APPROACHES TO THE MANAGEMENT
A.I. Bumazyan Federal Medical Biophysical Centre of the Federal Medico-Biological Agency of the Russian Federation, Moscow, 123182, Russian Federation
В последние десятилетия начинают проявляться объективные и субъективные обстоятельства, являющиеся причинами стагнации космической медицины (КМ): постоянная вынужденная сдвижка «вправо» сроков основных проектов и программ в космической отрасли, остаточный принцип финансирования и субъективные компоненты (отсутствие продуманной кадровой политики в КМ, стремление некоторых ученых к монополизму и, соответственно, нежелании что-либо принципиально менять в сложившейся системе медицинского обеспечения полетов). Признаки (симптомы) стагнации, являющиеся во многом и её причинами: отсутствие новых научных фактов, концепций и теорий; резкое снижение числа крупных стендовых экспериментов; очевидная нехватка крупных обобщающих монографий и руководств по проблемам; слабеющие с каждым годом конференции с неуклонно снижающимся числом участников; нарастающее число замечаний со стороны космонавтов на различные элементы и звенья системы медицинского обеспечения полетов. Для преодоления стагнации необходимо решать актуальные проблемы с конкретным практическим внедрением. Остро необходимы опережающие разработки в интересах совершенствования противорадиационной защиты в космических полетах.
Ключевые слова: космическая медицина; стагнация; медицинское обеспечение полетов;
риски космических полетов; радиационная безопасность в космосе.
Для цитирования: Ушаков И.Б. Стагнация современной космической медицины: симптомы, диагноз и пути лечения. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(1): 42-47.
Для корреспонденции: Игорь Борисович Ушаков, д-р мед. наук, профессор, академик РАН, ФГБУ «ГНЦ РФ — ФМБЦ имени А.И. Бурназяна ФМБА России, г. Москва. E-mail: iushakov@ fmbcfmba.ru
In recent years there are begun to appear some objective and subjective circumstances, which are the reasons for the stagnation in space medicine (SM): regularly forced time-shifting of major projects and programs in the space sector; leftover financing principle and subjective features (the lack of elaborate personnel policy, the tendency of some scientists to create monopoly and, respectively, ignore the very opportunity of the fundamental changes within the system of flight medical support). Signs (symptoms) of the stagnation, which simultaneously are the causes in large part, are following: the absence of new scientific facts, concepts and theories; the sharp decline in the number of significant representative experiments; apparent lack of major summarizing monographs; weakening with each year conferences; decreasing number of its participants; a growing number of complaints from the astronauts on the various components of medical support system. For overcoming this stagnation it is necessary to solve
the problems with practical implementation. Anticipating developments are urgently required in order to improve radiation protection in space missions.
Keywords: space medicine; stagnation; medical support system; space flights' risks; radiation safety.
For citation: Ushakov I.B. Stagnation of modern space medicine: symptoms, diagnosis and approaches to the management. Meditsina ekstremalnykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations) 2018; 20(1): 42-47. (In Russ.).
For correspondence: Igor B. Ushakov, MD, PhD, DSci., professor, Academician of RAS, A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Centre of the Federal Medico-Biological Agency of the Russian Federation, Moscow, 123182, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgments. The study had no sponsorship.
Received: 14 November 2017 Accepted: 02 February 2018
Успехи космической медицины (КМ) широко известны. Зародившись в недрах военной авиационно-космической медицины, она достаточно давно (70-80-е годы прошлого столетия) обосновала и внедрила эффективные звенья системы медицинского обеспечения длительных (до 14 месяцев) орбитальных полетов. В последние годы благодаря инициативе прежде всего ученых-медиков в 2013 г на МКС уже с 2015 г возобновились годовые полеты. Существует определенный задел для межпланетных полетов человека. Постоянно идет процесс уточнения механизмов действия факторов космического полета. В последние годы сформировался своеобразный «олимпийский» принцип космической медицины и биологии — сделать все возможное в фундаментальном и прикладном аспектах, чтобы человек смог летать выше, дольше, дальше и больше [1-3].Однако практической реализации этого принципа серьезно мешают объективные и субъективные обстоятельства, являющиеся причинами стагнации КМ.
В настоящее время перечень рисков и опасностей, связанных с выполнением дальних космических миссий, значительно расширился и стандартизировался. Международной организацией по стандартизации была принята разработанная российскими специалистами трехуровневая структура стандартов по интеграции человека с системами и оборудованием обеспечения жизнедеятельности в космических полетах (КП) [1, 4]. Основываясь на данных, опубликованных в отечественной и зарубежной
литературе, опасности, которые могут возникнуть при выполнении дальних КП, и связанные с ними риски можно условно подразделить на пять групп.
Эти риски включают опасности лучевого поражения организма при воздействии космической радиации; риски, связанные с оказанием медицинской помощи травмированным членам экипажа или пострадавшим от воздействия радиации; риски, связанные с человеческим фактором в космическом пространстве и выходом из строя систем жизнеобеспечения; риски, связанные с внекорабельной деятельностью и неправильно подобранными нагрузками для удовлетворения суточной потребности в физических упражнениях [1-6].
Ключевой проблемой и во многом лимитирующей дальнейшее проникновение человека в космос является проблема радиационной безопасности заорбитальных космических полётов. Следует констатировать, что к полётам человека на Луну и другие небесные тела по этому направлению космонавтика пока не готова.
К большому сожалению, перечень успехов и накопленных знаний первостепенного значения по КМ в последние десятилетия невелик. Число же рисков для медицинской безопасности не только не снижается, а напротив, даже увеличивается. Это требует адекватного научного ответа. Но его пока нет в необходимой мере. Поэтому перспективы дальнейшего проникновения человека в космос весьма неопределенны. Можно говорить о признаках явной стагнации уникальной области медико-биологических
знаний. Всему этому, конечно, есть объективные и субъективные причины.
Не является большим секретом, что космическая отрасль очень чувствительна к перепадам финансирования вследствие глобальных геополитических событий. КМ, финансирующаяся чаще всего по остаточному принципу, естественно страдает в первую очередь. Это главная объективная причина, но не единственная. Другими важными причинами являются и признаки стагнации, рассмотренные далее.
Итак, основными истоками стагнации КМ являются: постоянная вынужденная сдвижка «вправо» сроков основных проектов и программ в космической отрасли, остаточный принцип финансирования КМ и субъективные компоненты (отсутствие продуманной кадровой политики в КМ, этические проблемы, заключающиеся в стремлении некоторых ученых и групп к монополизму и соответственно нежелании что-либо принципиально менять в сложившейся системе медицинского обеспечения КП).
Признаки (симптомы) стагнации, являющиеся во многом и её причинами.
1. Отсутствие новых научных фактов, концепций, не говоря уже о перспективных теориях в области КМ. Кризис жанра очевиден даже неспециалистам. Пожалуй, единственное научное открытие за последние три десятилетия сделано американскими специалистами.
За последние 50 лет поступали неоднократные сообщения о нарушении остроты зрения во время КП, которые фиксировались в исследовательских отчетах. До недавнего времени считалось, что эти нарушения были временными, но сравнение результатов предполетных и послеполетных исследований выявило потенциальный риск хронических изменений зрительного анализатора в условиях земной гравитации. Анализ этих данных показывает, что некоторые члены экипажа испытывают ухудшение зрения, у них формируются «ватные пятна» (изолированные мягкие пятна белого цвета, инфаркт сетчатки), появляется хориоидальная складка на заднем полюсе глаза, развивается отек зрительного диска, образуется вздутие оболочки зрительного нерва и/или уплощение в задней части склеры с различной степенью выраженности и постоянства. Перечисленные изменения опре-
деляют симптоматику этого синдрома - нарушение зрения/внутричерепное давление (У11Р). Считается, что изменения глазной структуры и оптического нерва вызваны динамикой перемещения спинномозговой жидкости у некоторых членов экипажа во время длительных КП. Вероятно, одни люди генетически более предрасположены к воздействию этих факторов, а другие нет, поэтому сегодня очень важно разработать методику определения риска развития синдрома У11Р для космонавтов, участвующих в дальних исследовательских миссиях [7-11].
2. Резкое снижение числа крупных стендовых экспериментов с 2012 г. Последним крупным межведомственным и международным проектом являлся «Марс-500».
3. Очевидная нехватка (за единичными исключениями) крупных обобщающих монографий и руководств по проблемам КМ.
4. «Слабеющие» с каждым годом по составу конференции по КМ с неуклонно снижающимся числом участников.
5. Нарастающее число замечаний со стороны космонавтов на различные элементы и звенья системы медицинского обеспечения полетов. Существующее скептическое отношение к пожеланиям членов экипажа и их неучет опасны и, как говорится, до первого серьезного случая в полете.
Стагнация КМ происходит во всех странах, но в России она как минимум не слабее.
Что же делать дальше? Как излечится от этой «болезни»?
Прежде всего решать актуальные проблемы с конкретным практическим внедрением. Их достаточно много:
- разработка новых и совершенствование существующих методов и средств медицинского отбора и подготовки членов экипажей с учетом возможного увеличения продолжительности КП и подготовки врачей-космонавтов и их участия в полетах;
- изучение феноменологии и механизмов изменений основных физиологических функций в КП;
- изучение геномных и эпигеномных характеристик человека как для исследования и прогноза здоровья, так и для прогностической оценки переносимости факторов КП;
- изучение тех систем организма или его «слабых мест», которые могут лимитировать длительность пребывания человека в КП и при миссиях на другие планеты;
- систематическое изучение на различных этапах длительных КП нейрогуморальных механизмов регуляции функций организма;
- модернизация методов и средств, направленных на профилактику нарушений, развивающихся под влиянием факторов КП;
- совершенствование методов диагностики предболезни и заболевания в КП;
- изучение общебиологических проблем влияния невесомости и измененной гравитации на живые системы и дифференцирование гравитационно зависимых и независимых физиологических процессов;
- обоснование оптимальных подходов к обеспечению декомпрессионной безопасности при внекорабельной деятельности в будущих КП и разработка медико-технологических требований к планетарному скафандру;
- дальнейшее совершенствование и развитие эффективных профилактических комплексов, включая создание принципиально новых средств профилактики (в частности, искусственной силы тяжести), которые могли бы надежно обеспечить сопровождение лунных и марсианских миссий;
- разработка дизайна системы профилактики гипогравитационных нарушений в межпланетных миссиях на основе индивидуального подхода при создании автоматизированной системы поддержки принятия решения для управления тренировочным процессом космонавта;
- создание в составе будущей орбитальной станции нового поколения специализированного медицинского модуля для решения медико-биологических проблем как для пилотируемых полетов на околоземной орбите, так и для межпланетных полетов (желательно, чтобы на этом модуле была центрифуга короткого радиуса, которая при своем вращении будет создавать перегрузки и обеспечивать человеку утраченную в полете «весомость»);
- преемственность результатов исследований в проектно-конструкторских разработках для создания аппаратуры, а также средств и методов исследований на основе высоких техно-
логий (это в свою очередь позволит проводить широкий круг исследований для решения проблем освоения околоземного и межпланетного пространства);
- разработка и создание для будущих орбитальных и межпланетных полетов надежных автономных регенеративных систем жизнеобеспечения, экспресс-мониторинга компонентов среды обитания и методов эффективной очистки среды обитания от вредных газообразных микропримесей, бортовых экспресс-методов диагностики микроорганизмов, системы хранения, обеззараживания и трансформации биологических и бытовых отходов;
- комплексные оценки медицинских рисков и разработка методов и средств их купирования, а также системы спасения и выхода из нештатных ситуаций на этапах старта, выполнения полетных операций и возвращения на Землю;
- разработка систем, предназначенных для поддержания жизнедеятельности космонавтов в условиях длительного автономного существования на большом удалении от Земли, включающих новые высокотехнологичные средства защиты и профилактики комбинированного воздействия гипогравитации, гипомагнитной среды и космической радиации [5, 12] .
- создание принципиально новых средств профилактики и защиты (искусственная гравитация и искусственное магнитное поле и т.п.).
Остро необходимы опережающие разработки в интересах совершенствования противорадиационной защиты в космических полётах. С учетом возобновления годовых полетов на МКС требуется срочное уточнение существующих пределов доз для космонавтов при орбитальных полетах различной продолжительности [13]. Отметим направления первостепенной важности:
а) создание медико-дозиметрического регистра космонавтов РФ, позволяющего проводить многофакторную оценку радиационных рисков заболеваемости и смертности у космонавтов для последующего использования полученных результатов при создании научных основ нормирования техногенного облучения и совершенствования нормативной базы в области радиационной безопасности космических полётов;
б) исследование радиозащитных свойств новых конструкционных материалов для космических аппаратов с помощью математических, физических и биологических методов. На основе комплексной математической, физической (дозиметрической) и биологической оценки свойств новых и традиционных материалов, используемых при постройке космических аппаратов, прогнозировать их радиозащитные (радиомодифицирующие) свойства для предотвращения возможного усиления поражающего эффекта космического корпускулярного излучения после прохождения через конструкционные элементы космического аппарата;
в) формирование максимально достоверного представления о радиационных эффектах облучения внутри космического корабля в межпланетных полётах и разработка физических и фармакологических средств защиты космонавтов от радиации в реальных биологических экспериментах в смешанных полях нейтронного, протонного и фотонного излучения, в том числе в условиях воздействия модифицированного магнитного поля;
г) разработка технологий отбора космонавтов, обладающих повышенной радиорезистентностью, основанных на персонифицированной оценке эффективности репарации критических радиационно-индуцированных повреждений ДНК;
д) мониторинг и гармонизация акустической и электромагнитной обстановки в обитаемых отсеках пилотируемых космических аппаратов.
Будущая космическая медицина должна реально, а не на словах стремиться работать на опережение (т.е. выполнять упреждающую научную роль, в том числе при проектировании новой космической техники). Это будет медицина микрогравитации, все более радиационная и гипомагнитная, медицина виртуальной реальности (для моделирования и подготовки), роботоориентированная, с целями расширения функциональных резервов и соответственно пределов устойчивости организма человека. И конечно, она всегда была и еще больше будет медициной комбинированных воздействий и персонифицированной (индивидуализированной) биомедициной не только по геному человека, но и по его фенотипу.
Большое значение в дальнейшем развитии космической медицины будут иметь результаты новых исследований в области космической биологии.
Конструкторы ракетно-космической отрасли должны, наконец, серьезно осознать, что органы здравоохранения (Минздрав и т.п.) никогда не смогут и поэтому не станут заказывать и финансировать создание специфических стендов и моделей для проведения опережающих исследований по КМ. А они жизненно необходимы КМ будущего. Этим срочно должна озаботиться сама космическая отрасль. Созданию новой экспериментально-стендовой базы для КМ необходимо уделить первостепенное внимание в ближайшей и тем более отдаленной перспективе.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Космическая биология и медицина. T.V: Российско-американское сотрудничество в области космической биологии и медицины. Ред. И.Д. Пестов, Ч.Ф. Соуэн, Н.Г. Хаус, С.И. Хансон; ГНЦ РФ - Ин-т медико-биологических проблем РАН. 2009: 758 с.
2. Уйба В.В. Роль ФМБА России в программе освоения космоса. Медицина экстремальных ситуаций. 2014; (4): 6-10.
3. Уйба В.В., Ушаков И.Б., Сапецкий А.О. Медико-биологические риски, связанные с выполнением дальних космических полетов. Медицина экстремальных ситуаций. 2017; 1(59): 43-64.
4. Гузенберг А.С., Романов С.Ю., Телегин А.А., Юр-гин А.В. Разработка международного стандарта по системам обеспечения жизнедеятельности в космическом полете. Космическая техника и технологии. 2013; (1): 66-78.
5. Григорьев Ю.Г., Ушаков И.Б., Красавин Е.А., Давыдов Б.И., Шафиркин А.В. Космическая радиобиология за 55 лет (к 50-летию ГНЦ РФ-ИМБП РАН). Российская академия биологических проблем и др. М.: Экономика. 2013: 303 с.
6. Сапецкий А.О., Ушаков И.Б., Сапецки Н.В., Штемберг А.С., Косицын Н.С., Тимофеев Н.Н. Радиационная нейробиология дальних космических полетов. Успехи современной биологии. 2017; 137 (2): 165-94.
7. Богомолов В.В., Почуев В.И., Даниличев С.Н., Мань-ко О.М. Факторы риска развития патологии зрительной системы в условиях длительного космического полета. Авиакосмическая и экологическая медицина. XVI Конференция по космической биологии и медици-
не с международным участием. 2016; 50(5) (спецвыпуск): 32-3.
8. Alexander D.J., Gibson C.R., Hamilton D.R. et al. Evidence Report: Risk of Spaceflight-Induced Intracranial Hypertension and Vision Alterations. NASA: Washington, DC, USA, 2012.
9. Kramer L.A, Sargsyan A.E, Hasan K.M. et al. Orbital and Intracran Effects of Microgravity: Findings at 3-T MR Imaging. Radiology. 2012; 263(3): 819-27.
10. Mader T.H., Gibson C.R, Pass A.F. et al. Optic Disc Edema, Globe Elattening, Choroidal Folds, and Hyperopic Shifts Observed in Astronauts after Long-duration Space Flight. Ophthalmology. 2011; 118(10): 2058-69.
11. Tarver W.J., Otto C. NASA's Spaceflight Visual Impairment Intracranial Pressure (VIIP) Risk: Clinical Correlations and Pathophysiology. - Aerospace Medicine Grand Rounds, NASA: Washington, DC, USA, 2012.
12. Ушаков И.Б., Штемберг А.С., Шафиркин А.В. Реактивность и резистентность организма млекопитающих. М.: Наука, 2007: 493 с.
13. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.6.1. 44-032004. Методические указания МУ 2.6.1. 44-03-2004. Ограничение облучения космонавтов при околоземных космических полетах (00К0КП-2004). Москва. Федеральное управление «Медбиоэкстрем». 2004. - 44.
REFERENCES
1. Space biology and medicine. T.V: Russian-American cooperation in space biology and medicine. Ed. I.D. Pestov, Ch.F. Souen, N.G. House, S.I. Hansson; GNTs Russian Federation-Ying T of medicobiological problems of RAS. 2009; 758 .
2. Uyba V.V. Rol of FMBA of Russia in the program of space exploration. Meditsina extremal'nykh situatsiy.. 2014; 4: 6-10.
3. Uyba VV, Ushakov I.B., Sapetsky A.O. The medico-biological risks connected with performance of distant space flights. Meditsina extremal'nykh situatsiy. 2017; 1(59): 43-64.
4. Guzenberg A.S., Romanov S.Yu., Telegin A.A., Yurgin A.V. Development of the international standard on the systems of ensuring activity in space flight. Kosmiches-kaya tekhnikaInekhnologii. 2013; 1: 66-78.
5. Grigoriev Yu.G., Ushakov I.B., Krasavin E.A., Davydov B.I., Shafirkin A.V Space radiobiology in 55 years (to the 50 anniversary of GNTs Russian Federation-IMBP RAS). The Russian academy of biological problems, etc. - Moscow: Economy. 2013: 303.
6. Sapetsky A.O., Ushakov I.B., Sapetski N.V., Shtemberg A.S., Kositsyn N.S., Timofeev N.N. Radiation neurobiology of distant space flights Uspekhi sovremennoy bi-ologii. 2017; (2): 165 - 94.
7. Bogomolov V.V., Pochuyev V.I., Danilichev S.N., Manko O.M. Risk factors of development of pathology of visual system in the conditions of long space flight//Aerospace and ecological medicine. The XVI Conference on space biology and medicine with the international participation [XVI konferenziyapo kosmicheskoy biologii I medit-sine s mezhdunarodnym uchstiem]. 2016.; 50( 5): 32-3.
8. Alexander D.J., Gibson C.R., Hamilton D.R. et al. Evidence Report: Risk of Spaceflight-Induced Intracranial Hypertension and Vision Alterations. NASA: Washington, DC, USA, 2012.
9. Kramer L.A, Sargsyan A.E, Hasan K.M. et al. Orbital and Intracranial Effects of Microgravity: Findings at 3-T MR Imaging. Radiology. 2012; 263 (3): 819-27.
10. Mader T.H., Gibson C.R, Pass A.F. et al. Optic Disc Edema, Globe Flattening, Choroidal Folds, and Hyperopic Shifts Observed in Astronauts after Long-duration Space Flight. Ophthalmology. 2011; 118(10): 2058-69.
11. Tarver W.J., Otto C. NASA's Spaceflight Visual Impairment Intracranial Pressure (VIIP) Risk: Clinical Correlations and Poscowathophysiology. - Aerospace Medicine Grand Rounds, NASA: Washington, DC, USA, 2012.
12. Ushakov I.B., Shtemberg A. S., Shafirkin A.V. Reaktivity and resistance of an organism of mammals [Reaktivnost' I rezistentnost' organizma mlekopitayushchikh]. Moscow. Nauka, 2007: 493.
13. Health regulations and norms. SanPiN 2.6.1. 44-032004. Methodical instructions MU 2.6.1. 44-03-2004. Restriction ofradiation of astronauts at near-earth space flights (00K0KP-2004) [ Ogranichenie oblucheniya kosmonavtov pri okolozemnyh kosmicheskih poletah (00K0KP-2004)]. Moscow. Federal'noe upravlenie «Medbioehkstrem». 2004: 44 .
Поступила 14 ноября 2017 Принята в печать 02 февраля 2018
