Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга

для того, чтобы выяснить, годится ли этот метод для профилактики или по меньшей мере для замедления потери костной и мышечной ткани у астронавтов в условиях невесомости. В иммунологию космические исследования тоже внесли свой вклад – была изучена роль стресса и воспалительных процессов в генезе опухолей. В науке о питании космические полеты сыграли решающую роль в разработке особых рационов питания; эти исследования обогатили медицину новыми подходами к оценке роли водно-солевого баланса в возникновении артериальной гипертонии, такими как открытие уже упомянутого осмотически неактивного накопления натрия в коже. В неврологии исследования в условиях невесомости позволили лучше понять механизмы функционирования вестибулярного аппарата и возникновения головокружения. Разработанные специально для астронавтов аппараты, например видеоокулограф, быстро нашли свое место в научно-исследовательской и клинической практике. Необходимые для этого сверхскоростные камеры и соответствующее программное обеспечение применяются сегодня офтальмологами, которые ежедневно осуществляют тысячи операций по коррекции формы роговицы глаза. За счет этого оборудования сильно упрощается управление лазерным пучком, а точное наведение гарантируется компьютерной программой. Что касается работы специалистов по радиационной биологии и физике на космической станции, то их исследования способствовали лучшему пониманию механизмов действия лучевой терапии. Ежегодно в мире более 18 млн человек заболевают раком. В настоящее время половина из них может излечиться благодаря современным методам терапии. В значительной мере – в зависимости от типа рака – большой вклад в эти успехи вносит и лучевая терапия. Многообещающим в этом отношении выглядит лечение частицами высоких энергий, в частности протонами и ионами углерода. Эти частицы, будучи частью космического излучения от Солнца, Млечного Пути и дальних галактик, были зарегистрированы на МКС и были там испытаны на предмет их воздействия на биологические системы. Эти знания были материализованы в так называемом Растер-Скане. С помощью этого прибора удалось за счет изменения энергии ионизирующего излучения и управления пучком с помощью магнитного поля очень точно уничтожать опухоли, окруженные здоровыми тканями. Новые методы делают возможным меньшее облучение окружающих тканей, чем традиционные методы.

Без пилотируемых космических полетов многие из этих открытий, из которых мы упомянули лишь некоторые, не были бы сделаны или произошли бы значительно позже. При этом надо учесть, что история пилотируемых полетов насчитывает лишь немногим больше полувека. До сих пор в космосе побывали около семисот человек, которые провели на космических кораблях разное время. В основном это были мужчины. Лишь 10 % астронавтов – женщины. Знания об адаптации и нагрузках в условиях космического полета были получены преимущественно на мужчинах; очень желательно, чтобы и в эту область наконец проникло гендерное равенство. К этому следует добавить, что в большинстве случаев длительность пребывания на космическом корабле не превышает двух недель. Число длительных полетов увеличилось только в последние годы благодаря вводу в эксплуатацию Международной космической станции (МКС). Рекорд длительности пребывания в космосе принадлежит русскому врачу, доктору Валерию Полякову, который провел на станции «Мир» 437 дней в 1994–1995 годах. Рекорды общей продолжительности пребывания в невесомости также были установлены во время многочисленных полетов в космос; здесь международная пальма первенства принадлежит российским космонавтам: 769 дней Александра Калери за период с 1992 по 2011 год, 747 дней Сергея Авдеева в полетах с 1992 по 1999 год и 736 дней Олега Кононенко – суммарное время пребывания на МКС в период с 2008 по 2019 год. В частности, длительные полеты в космос с их динамическими исследованиями в течение многих недель и месяцев решительно улучшили наши знания об адаптации человеческого организма к невесомости. Благодаря ряду наземных исследований и исследований в космосе мы кое-что знаем о физиологической адаптации органов и систем, а также о выраженности изменений и времени, в течение которого эти изменения происходят.

Состояние сердечно-сосудистой системы и водно-солевого обмена стабилизируется примерно за шесть недель. Множество данных было получено также в отношении опорно-двигательного аппарата. Так, в течение первых двух месяцев происходит быстрое уменьшение массы опорной и позной мускулатуры в области таза и нижних конечностей. В ходе этих изменений развивается также поражение соответствующих участков скелета; в среднем за один месяц происходит уменьшение костной массы на 1–2 %; однако эти потери происходят неравномерно и в первую очередь касаются тех участков, где сила тяжести в наибольшей степени влияет на план строения тела: нижний, поясничный отдел позвоночника, тазовые кости, кости бедер и голеней. Наибольшие потери костной массы исследователи выявили в пяточной кости в области свода стопы. Убыль костной массы на 1–2 % не выглядит тревожной, но если учесть, что полет на Марс в оба конца занимает около трех лет, то можно ожидать, что плотность костей уменьшится на одну треть. Плотность костей молодого тридцатилетнего астронавта будет по возвращении соответствовать плотности костей глубокого старика в возрасте далеко за восемьдесят. Это не слишком радужная перспектива для возвращения в поле земного тяготения. То же самое касается долгосрочных эффектов воздействия интенсивного космического излучения – этого вопроса мы коснемся отдельно.

Ко всему этому следует добавить психологические проблемы длительного полета, возникающие за счет ограничения сферы личной жизни, оторванности от семьи, а также межличностных конфликтов из-за территориальных и доминантных притязаний отдельных членов группы, структуры группы, группового мышления и групповой динамики – и все это многократно усиливается в результате воздействия таких стрессовых факторов, как изоляция, скученность, отсутствие или, наоборот, избыток внешних стимулов, ограниченность подвижности, чувство полной зависимости от технического обеспечения, недостаток комфорта и не в последнюю очередь шум на борту. Работа двигателей, проведение экспериментов, системы климат-контроля в некоторых модулях МКС производят шум громкостью от 60 до 100 дБ, что соответствует шуму от проезжающего мимо автомобиля. Помимо этого, искусственная среда и навязанный ритм труда и отдыха на МКС приводят к нивелированию эндогенных биоритмов, вследствие чего нарушается ритм сна и бодрствования, а это оказывает, в свою очередь, негативное воздействие на общую работоспособность астронавтов. Для того чтобы этому противостоять, искусственное освещение МКС максимально приближено к естественному, но полностью заменить солнечный свет оно, конечно, не может. Сюда же относится отсутствие социальных контактов, семьи, друзей по работе и для досуга.

Российские ученые, на основании исследований, выделяют начальную фазу продолжительностью около двух недель, в течение которой происходит перестройка организма. Затем следует – до третьего месяца – фаза полной адаптации, после чего наблюдают частые нарушения сна, снижение активности членов экипажа и сужение сферы интересов. Становятся заметными повышенная раздражительность и утомляемость. Согласно результатам моих долгосрочных исследований во время длительного полета на борту МКС, у астронавтов наблюдаются удивительно сильные ритмические колебания температуры тела в течение суток. Надо исходить из того, что за счет смены дня и ночи на космической станции – а за сутки там солнце всходит и заходит 16 раз – сбивается циркадный ритм температуры тела. Однако по