Ценные познания из области космической медицины

Вся космическая отрасль и РОСКОСМОС работают над внедрением в медицину космических технологий. Какие изобретения и наработки из космоса помогают спасать жизни и поправлять здоровье после тяжелейших недугов, разбиралась «Лента.ру».

Быстрый результат

Входящие в состав РОСКОСМОСА предприятия решают в том числе и медицинские задачи. Так, например, в Научно-исследовательском институте космического приборостроения создали уникальный анализатор «БИОФОТ-311»: с его помощью можно в кратчайшие сроки проводить экспресс-тесты крови как в космосе, так и на земле. В целом, он предназначен для оперативного проведения биохимических исследований сыворотки и плазмы крови, мочи, а также других биохимических жидкостей и ориентирован на широкое применение.

Кроме того, в НИИ КП разработали внешне похожее на пистолет биопсийное устройство, которое предназначено для диагностики (биопсии) внутренних органов путем забора образца ткани для ее гистологического анализа и, в частности, выявления причин патологических образований в структуре органа, оценки эффективности лечебных мероприятий. Раньше такие технологии использовались исключительно в космической медицине, однако сейчас успешно и эффективно интегрируются в медицину земную.

Орбитальная печать

Передовые технологии, в том числе медицинские, зачастую апробируются именно в космосе. Так, недавно входящая в РОСКОСМОС Объединенная ракетно-космическая корпорация, подписала соглашение с компанией «3Д Биопринтинг Солюшенс» (резидентом Сколково) о создании уникального биопринтера для магнитной биофабрикации тканей и органных конструктов в условиях невесомости на Международной космической станции (МКС).

Создание магнитного биопринтера позволит печатать в космосе тканевые и органные конструкты, сверхчувствительные к воздействию космической радиации - сентинел-органы (например, щитовидную железу) для биомониторинга отрицательного действия космической радиации в условиях длительного пребывания в космосе и разработки профилактических контрмер. В перспективе технология трехмерной магнитной биопечати может быть использована для коррекции повреждений тканей и органов космонавтов при длительных космических полетах. На Земле такая технология может быть применена для более быстрой биопечати человеческих тканей и органов. Планируется, что биопринтер для отправки на борт Международной космической станции будет готов к 2018 году. Все работы по подготовке и проведению эксперимента будут проводиться в тесном сотрудничестве с ПАО «РКК «Энергия» и ГНЦ ИМПБ РАН.

Не просто экзоскелет

Еще до запуска в космос Юрия Гагарина было очевидно, что во время полета человек испытывает колоссальные нагрузки. А по возвращении на Землю космонавту будет необходима реабилитация с привлечением специальных разработок. Дело в том, что из-за нахождения в условиях невесомости у космонавтов более всего подвергается деградации двигательная функция. Причина - отсутствие гравитации, ведь именно она и является тем фактором, благодаря которому у нас с вами появился мощный скелет, развитая мышечная система и опорно-двигательный аппарат.

Более того, так как внеземные экспедиции становились все более продолжительными, период восстановления надо было продумывать все более тщательно. Все началось с технологий, использовать которые экипаж мог бы в условиях невесомости и ограниченного пространства. Одной из первых подобных разработок стал костюм «Пингвин», который предназначался для создания осевой нагрузки на скелетно-мышечный аппарат и компенсации недостатка опорной и проприоцептивной функций космонавтов. Специалисты ИМБП РАН создали костюм еще в конце 1960-х годов, а впервые испытали его в условиях космоса уже в 1971 году.

В начале 1990-х годов российские исследователи решили модифицировать «Пингвин» для лечения и реабилитации больных с двигательными нарушениями, например с ДЦП. Первый созданный прототип получил название «Адель» и использовался для лечения детей с церебральным параличом. Костюм до сих пор позволяет выработать навыки правильной ходьбы и закрепить новый моторный стереотип, восстанавливая функциональные связи и повышая трофику соответствующих тканей.

Помимо этого довольно быстро встал вопрос о создании костюма, который помогал бы восстанавливать двигательные функции людям, перенесшим инсульт или черепно-мозговую травму и страдающим в результате этого от параличей и пареза. Для этого на основе предыдущих наработок и с привлечением нового ноу-хау был создан лечебный костюм аксиального нагружения «Регент».

Система работает так: костюм создает или увеличивает продольную нагрузку на структуры скелета и повышает мышечную нагрузку при выполнении движений, что, в свою очередь, способствует улучшению регуляции обменных процессов. Кроме того, «Регент» компенсирует недостаток проприоцептивной функций, тем самым способствуя полной или частичной реабилитации больных.

Костюм прошел масштабные испытания на сотнях пациентов в подведомственных РАН и Минздраву учреждениях. В результате этого исследователи выяснили, что «Регент» положительно влияет не только на двигательные, но и на высшие психические функции! Так, у многих пациентов после его регулярного применения гораздо быстрее восстанавливались речь и концентрация.

Фото: Управление делами Президента РФ ФГБУ «Клиническая больница №1»

Но на этом в Центре космической медицины не остановились - там же для реабилитации космонавтов был создан аппарат «Корвит», который имитирует опорную реакцию стоп человека. Уникальность прибора в том, что он позволяет имитировать показатели физического воздействия на стопу при ходьбе: величину давления, временные характеристики. Метод опорной стимуляции, на основе которого создан «Корвит», оказался полезен не только космонавтам, но и целым группам пациентов. В частности, его используют для комплексной реабилитации больных с ДЦП, поскольку «Корвит» позволяет максимально нормализовать стояние и ходьбу, улучшить координацию и восстановить баланс мышц-сгибателей и разгибателей.

Также в распоряжении врачей и их пациентов множество тренажеров и других устройств, способствующих их реабилитацию и возвращению к нормальной жизни.

Полная стимуляция

Еще одна интересная технология, которая прежде использовалась исключительно в космической медицине, - низкочастотная электростимуляция. Первоначально этот способ был разработан, чтобы проводить профилактику негативного воздействия нахождения в космосе на организм человека. В частности, речь идет о восстановлении и сохранении функциональных возможностей мышц человека в условиях гипокинезии и микрогравитации.

Для решения соответствующей проблемы ученые разработали полноценный костюм и портативный электростимулятор. Самые первые испытания прошли еще на станции «Мир», впоследствии метод себя полностью зарекомендовал и соответствующие устройства до сих пор применяются РОСКОСМОСОМ на МКС.

Кроме того, низкочастотная электростимуляция успешно применяется на Земле для лечения больных с травматическими заболеваниями, а также тех, кто страдает от различных проблем с опорно-двигательной системой. Особенно актуальна в свете этого возможность посредством метода сохранять и восстанавливать свойства мышц у частично или полностью иммобилизованных пациентов. Эти технологии активно применяются и в спортивной медицине.

Полетаем!

Еще при подготовке первых космонавтов исследователи столкнулись с необходимостью имитировать невесомость на Земле. Одним из плодов этой деятельности стала разработка метода сухой иммерсии, который активно используется для подготовки и последующей реабилитации космонавтов. В частности особо популярно применение так называемых иммерсионных ванн.

Их применение способствует расслаблению мышц, помогает избавиться от спазмов и восстановить мышечный тонус. Кроме того, иммерсионные ванны полезны для избавления от депрессивного, отечного и болевого синдрома, а также оказывают эффект на разгрузку сердца и снижение кровяного давления.

В последнее время подобные комплексы используют для реабилитации и сохранения недоношенных детей. Но еще раньше иммерсионные ванны начали применять для восстановительного лечения в рамках психоневрологии, травматологии, ортопедии и других сферах.

Опасности и не только

Российские ученые при поддержке РОСКОСМОСА разрабатывали медицинский адсорбционный концентратор кислорода для того, чтобы создавать обогащенную кислородом атмосферу непосредственно из окружающего воздуха, например в помещении. Сегодня этот аппарат часто применяют спасатели и сотрудники других экстренных служб при анестезии и реанимации.

Также в распоряжении представителей экстремальной медицины теперь есть термохимические генераторы кислорода, которые изначально создавались как резервный источник кислорода на пилотируемых миссиях в случае отказа основных систем его получения. Сейчас этими генераторами пользуются Министерство обороны, МЧС и МВД России.

Для резервного обеспечения кислородом космических станций был разработан и комплекс «Курьер», который сейчас активно применяется в медицине катастроф для получения кислорода из окружающего воздуха. При этом комплекс способен производить кислород непосредственно на месте потребления и не требует запасов расходуемых материалов.

Наконец, российские исследователи создали аппарат «Малыш» для спасения человека в обитаемом герметичном объекте, например в кабине космического корабля. В основе аппарата - концепция формирования искусственной газовой среды, а теперь он внедряется и для применения экстремальными службами.

Так что космос гораздо ближе, чем кажется: он помогает лечить людей и спасать их жизни. А РОСКОСМОС и его союзники в этой благородной миссии не останавливаются на достигнутом и шагают вперед.

Методы традиционной медицины функционируют линейно, как химические уравнения. Однако, организм работает с бесконечно огромным количеством взаимозависимых, непрогнозируемых изолированно друг от друга, реакций. По этой причине методы исключительно традиционной медицины, хоть и дают определенный эффект в неотложных ситуациях, но все же редко приводят к желаемому результату при хронических заболеваниях.

Огромный потенциал космической медицины был доказан уже в 1995 году на примере лётчика-космонавта, доктора мед. наук Валерия Полякова. Новейшие диагностические и терапевтические устройства обеспечивали его жизнедеятельность в полете. После приземления он покинул космическую капсулу, идя на руках, демонстрируя свою силу. А результаты ДНК-анализа слизистой оболочки полости рта продемонстрировали произошедшие процессы омоложения. Кроме того, эти приборы сопровождали космонавтов во время самого длинного на тот момент непрерывного пребывания человека в космосе. За 437 дней должно было быть доказано, что человек способен полететь на Марс.

В сравнении с данной методикой, американские астронавты, здоровье которых контролировалось при помощи традиционной медицины, после приземления были настолько слабы, что из космической капсулы их необходимо было выносить на руках.

К таким невероятным успехам российской космической медицины привела более чем 30-летняя интенсивная исследовательская работа с участием более 120 000 испытуемых. Таким образом были достигнуты невероятные физические преимущества российских космонавтов. С 1995 года все ведущие команды по исследованию мирового пространства работают совместно под руководством России, например, на борту МКС.

Одной из причин ментальной и физической стабильности стала, безусловно, возможность телеметрической дистанционной диагностики и дистанционной терапии, а также частотно-технического восстановления человека в космосе с наземной станции. «ИНАКАРБ» и «ЭНКИ» применяют в своей повседневной работе оригинальные космические технологии.

СЕРЬЁЗНОЕ ИСПЫТАНИЕ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

Высокие требования, которые предъявляет человеческому организму пребывание в космосе и, прежде всего, нахождение в невесомости и возвращение в атмосферу, поставили медиков зарождающейся космонавтики изначально перед рядом нерешённых проблем..

В 60-е годы отсутствовало геомагнитное поле, искусственно воссозданное в условиях гравитации. В космическом же пространстве царит в 10 тысяч раз усиленное космическое излучение. Как следствие, у космонавтов происходило резкое падение когнитивных и физиологических функций с разрушительными аллергическими, ревматоидными и астматическими изменениями вплоть до формирования агрессивных опухолей. Кроме того, наблюдалось развитие синдромов усталости и тяжёлого депрессивного психоза с бредовыми изменениями.

Заболевания остеопорозом, развивающиеся в условиях отсутствия силы тяжести, приводили к столь интенсивной деминерализации костей, что из-за растущей потери кальция и фосфатов из костного вещества и их выделении из организма, наряду с тяжелейшими коликами, случались даже инфаркты почек.

Одной из самых больших проблем было равномерное распределение давления на поверхности всего тела при отсутствии атмосферного давления. Чрезмерная нагрузка на кровяные сосуды в области головы и шеи приводила к развитию сильнейших головных болей и синусита.

Несравнимо проблематичнее оказалось возвращение в плотные слои атмосферы, во время которого нагрузка на сердечную мышцу была настолько интенсивной. Это служило пусковым механизмом для целого ряда дисфункциональных состояний сердечной деятельности.

В результате, столкнувшись с огромными трудностями, были разработаны методы, которые сделали человеческий организм более выносливым и более способным к сопротивлению неблагоприятным условиям космического пространства. Так родилась космическая медицина.

Ключ к успеху: регуляция организма, благодаря удалённой диагностике и дистанционной терапии

Безотлагательно требовались методы для оценки состояния здоровья космонавтов. Так как эти, как правило, лучшим образом натренированные мужчины и женщины подвергаются чудовищным кратковременным нагрузкам во время взлёта и посадки, но также и невесомость и космическое излучение оказывают сильное воздействие на регуляционные системы организма. Но что делать, если между пациентом и командой лечащих врачей такое большое расстояние? Ключ к успеху – удалённая диагностика и дистанционная терапия! Но это было только начало, потому что исследования продвигались гигантскими шагами и в данный момент находится на молекулярном, частично на атомно-энергетическом уровне. Постоянный обмен опытом с учёными всего мира вновь и вновь служит источником поразительных идей.

Методы космической медицины на расстоянии вытянутой руки!

За этим многообещающим заголовком скрывается одна из важнейших основ истории развития ИНАКАРБ. В тесном сотрудничестве с частной клиникой и оздоровительным центром Роландзек во главе с проф. д-ром д-ром Энрико Эдингером, многопрофильным специалистом в области медицины, в частности неврологии, психиатрии, психотерапии, психоиммунологии и стоматологии, а также обладателем таких дополнительных специализаций, как гипноз, энергетическая и информационная медицина, аккупунктура и сексология, ИНАКАРБ непрерывно усовершенствует свой широкий спектр.

Благодаря междисциплинарному обмену информацией, а также своим тесным личным и научным контактам с учреждениями Российской космической медицины и участию в сенсационном проекте «Марс 500», проф. д-р д-р Эдингер приходит к основополагающим научным открытиям, приносящим пользу всему научному сообществу. Исследовательский интерес учёного не ослабевает до сегодняшнего дня, и всё новые и новые революционные методы находят путь из космоса в медицинскую практику.

Из космоса в медицинскую практику

В уникальной концепции, основанной на длительных исследованиях и привлечении ведущих учёных, в частности российской космической медицины, в ИНАКАРБ удалось разработать свою особую научную диагностику и лечение. Они базируются на нормативных и энергетических свойствах человеческого организма. Ключом к успеху в этой области является сочетание индивидуально подобранных для пациента конвенциональных процедур с медицинскими методами регуляции в комплексе с индивидуально разработанными биологически активными добавками.

Регуляционная медицина - Медицина XXI века

Благодаря своему комплексному подходу, ИНАКАРБ ведет свою работу там, где традиционная медицина достигает своего предела. В ИНАКАРБ не только лечат, согласно симптомам, но и тщательно изучают их причины. Полученная информация используется для запуска эффективного и продолжительного регуляционного процесса. Ключом к успеху в этой области является симбиоз индивидуально подобранных методов конвенциональной медицины с регуляционными методиками. Междисциплинарный подход приводит к целостному рассмотрению человеческого тела и открытию новых, революционных способов лечения.

Благоприятный «побочный эффект» - заметные процессы омоложения

В результате достижения достаточной базовой регуляции организма и практически абсолютного баланса физических и духовно-психических функций наблюдаются и заметные устойчивые процессы омоложения. Таким образом можно воздействовать на возрастные границы за счёт чёткой целевой клеточной регуляции в направлении омоложения, достигнув баланса организма и ритмической гармонии всех органов между собой.

ИНАКАРБ - для тех, Кто готов выбирать новые пути

В условиях постоянного обмена опытом с ведущими учёными всего мира, используя огромный потенциал космической медицины, ИНАКАРБ разработал уникальный терапевтический концепт, объединяющий, прежде всего, познания регуляционной медицины, митохондриальной энергомедицины, биофизики, хроно- и космофизики, а также традиционной медицины, включая индивидуально подобранные биологически активные добавки. Успешные терапевтические подходы ИНАКАРБ находят своё применение не только в области лечения хронических заболеваний, но также являются профилактикщй и служат для повышения работоспособности человека.

МЕДИЦИНА КОСМИЧЕСКАЯ - область медицины, изучающая особенности жизнедеятельности организма человека при действии факторов космического полета и космического пространства с целью разработки средств и методов сохранения здоровья и работоспособности членов экипажей космических кораблей и станций. Основными проблемами М. к. являются: исследование влияния на организм человека факторов космического полета (см.), разработка соответствующих профилактических мер и способов защиты от вредных влияний таких факторов; физиол, и гиг. обоснование требований к системам жизнеобеспечения (см.), управления и к оборудованию космических летательных аппаратов (см. Кабины летательных аппаратов), а также средствам спасения экипажей при возникновении каких-либо аварийных ситуаций; разработка клин, и психофизиол, методов и критериев отбора и подготовки космонавтов к полету; разработка методов и средств мед. контроля за экипажами в полете, исследование вопросов профилактики и лечения заболеваний в полете. В связи с этим М. к. является единым комплексом различных разделов теоретической и клин, медицины, таких, как космическая физиология и психофизиология, космическая гигиена, космическая радиобиология, врачебная экспертиза.

Развитие М. к. тесно связано с достижениями теоретической и практической космонавтики как в нашей стране (К. Э. Циолковский, Ф. А. Цандер, С. П. Королев и др.), так и за рубежом [Оберт (Н. Oberth), Годдард (R. Goddard), Эно-Пельтри (R. Esnault-Pelterie) и др.]. Так, создание ракетно-космических летательных аппаратов позволило провести ряд важных исследований на животных в условиях космического полета (см. Космическая биология). Результаты этих исследований в совокупности с результатами наземных исследований в области М. к. позволили обосновать возможность безопасного полета человека в космическое пространство. Первым полетом, оказавшим в свою очередь большое влияние на развитие М. к., явился полет Ю. А. Гагарина на космическом корабле «Восток» 12 апреля 1961 г. Важными этапами в освоении космоса, представляющими собой и практические достижения М. к., явились: первый выход человека в открытый космос (А. А. Леонов, полет на космическом корабле «Восход-2» 18-19 марта 1965 г.); высадка американских астронавтов на поверхность Луны [Армстронг (N. Armstrong), Олдрин (E. Aldrin), полет на космическом корабле «Аполлон-II 20-24 июля 1969 г.]; космические полеты с длительным пребыванием на орбитальных станциях [В. А. Ляхов, В. В. Рюмин, орбитальная станция «Салют-6», 25 февраля - 19 августа 1979 г.; Л. И. Попов и В. В. Рюмин, «Союз-35» и орбитальная станция «Салют-6», 9 апреля 1980 г. - 11 октября 1980 г.; Ю. В. Романенко, Г. М. Гречко, орбитальная станция «Салют-6», 10 декабря 1977 г. -16 марта 1978 г.; В. В. Коваленок, А. С. Иванченков, орбитальная станция «Салют-6», 15 июня 1978 г. - 2 ноября 1978 г.; Поуг (W. Pogue), Гибсон (E. Gibson), Карр (J. Carr), орбитальная станция «Скайлэб», 16 ноября 1973 г. - 8 февраля 1974 г.].

В космическом полете на организм человека могут оказывать влияние три основные группы факторов. Первая группа таких факторов характеризует космическое пространство как среду обитания: это высокая степень разрежения газовой среды (см. Высота), ионизирующее космическое излучение (см.), особенности теплопроводности, наличие метеорного вещества и т. д.

Вторая группа объединяет факторы, связанные с динамикой полета летательных аппаратов: ускорение (см.), вибрация (см.), шум (см.), невесомость (см.) и др. Наконец, третью группу составляют факторы, связанные с пребыванием в герметическом помещении малого объема с искусственной средой обитания: своеобразный газовый состав и температурный режим в помещении, гипокинезия (см.), изоляция, эмоциональное напряжение (см. Стресс), изменение биологических ритмов (см.) и т. п. Перечисленные факторы оказывают комплексное влияние на организм человека, в связи с чем несомненный теоретический и практический интерес представляет изучение модифицирующего влияния каждого из указанных факторов на переносимость остальных факторов космического полета.

Среди всех факторов космического полета уникальным и практически не воспроизводимым в лабораторных экспериментах является невесомость. Значение проблемы невесомости возросло в связи с увеличением продолжительности полетов. Экспериментальные исследования при моделировании некоторых физиол, эффектов невесомости в земных условиях (гипокинезия, водная иммерсия), опыт длительных космических полетов позволили разработать общебиол. представления о генезе изменений в организме, обусловленных влиянием невесомости, и пути их преодоления. Т. о., было доказано, что человек может существовать и активно функционировать в условиях невесомости. Однако, вследствие длительного пребывания в условиях невесомости у человека развивается нек-рая детренированность сердечно-сосудистой системы. Установленные при этом фазовые изменения частоты пульса, уменьшение показателей ударного объема, сдвиги в ЭКГ носят функциональный, приспособительный характер. Длительная невесомость обусловливает нек-рую потерю организмом солей кальция, фосфора, азота, натрия, калия и магния. Эти потери относят за счет уменьшения массы некоторых тканей вследствие их атрофии от бездействия и частичной дегидратации организма. Обусловленные невесомостью биофизические и биохим, сдвиги в организме (изменения гемодинамики, водно-солевого обмена, опорно-двигательного аппарата и др.)» включая изменения на молекулярном уровне, направлены на приспособление организма к новым экологическим условиям. Мед. последствия таких сдвигов изучены еще недостаточно. Поэтому исследования, направленные на выяснение корреляционных зависимостей между наблюдаемыми сдвигами, с одной стороны, и здоровьем и работоспособностью космонавтов - с другой, имеют большое значение. В частности, важно установить взаимосвязь между характером и степенью функциональной перестройки организма в невесомости, направленностью и выраженностью процессов реадаптации после возвращения на Землю.

Для предупреждения неблагоприятных реакций организма человека в период невесомости и реадаптации применяется широкий комплекс профилактических мероприятий и средств (вакуумная емкость, велоэргометр, бегущая дорожка, тренировочно-нагрузочные костюмы и т. д.). Эффективность их использования убедительно продемонстрировал, в частности, 140-суточный полет космонавтов В. В. Коваленка и А. С. Иванченкова на орбитальной станции «Салют-6», 175-суточный полет космонавтов В. А. Ляхова и В. В. Рюмина, а также самый длительный в истории космонавтики орбитальный пилотируемый полет (185-суточный) космонавтов Л. И. Попова и В. В. Рюмина.

За разработку эффективных средств и методов профилактики последствий неблагоприятного влияния невесомости и их внедрение в практику космонавтики группе специалистов в области М. к. присуждена Государственная премия СССР.

Высокая биол, активность различных видов космического излучения определяет опасность их поражающего действия. С учетом этого проводятся исследования по определению допустимых доз лучевого воздействия, разрабатываются средства и методы профилактики и защиты космонавтов от космической радиации (см. Противолучевая защита).

Важным является также определение радиочувствительности организма при длительном пребывании в условиях космического полета (см. Критический орган), оценка реакции облученного организма на действие других факторов космического полета. Перспектива использования ядерных источников энергии на космических кораблях и орбитальных станциях определяет необходимость создания надежной защиты человека посредством создания радиационных убежищ, средств электромагнитной и электростатической защиты, экранирования наиболее чувствительных органов и систем организма и т. д. Предметом специальных исследований является определение биол, эффекта воздействия радиоизлучений, магнитных и электрических полей, возникающих в среде обитания в результате функционирования бортовой аппаратуры. Обеспечение радиационной безопасности приобретает особое значение с увеличением дальности и продолжительности полетов. Очевидно, что в длительных полетах обеспечение безопасности экипажа с помощью лишь пассивной защиты обитаемых отсеков корабля невозможно. Поэтому изыскание биол, методов защиты человека от проникающих излучений является важным направлением исследований в этой области. Исследования, связанные с разработкой искусственной газовой атмосферы применительно к обитаемым кабинам летательных аппаратов, направлены на изучение физиол. эффектов длительного пребывания в атмосфере с различным газовым составом, как эквивалентным земной атмосфере, так и при замене азота гелием или в условиях моногазовой искусственной атмосферы (см. Атмосфера искусственная).

М. к. изучает также влияние таких факторов, как перепады барометрического давления (см. Высотная болезнь , Декомпрессионная болезнь) и изменения парциального давления кислорода в атмосфере (см. Гипероксия , Гипоксия). Представляют интерес исследования, направленные на использование искусственной газовой атмосферы в качестве средства, стимулирующего формирование адаптивных реакций организма к различным неблагоприятным условиям полета. Такая атмосфера получила название активной.

Формирование газовой среды кабин летательных аппаратов в процессе полета непосредственно связано с проблемой ее загрязнения. Источниками загрязнения могут быть конструкционные материалы, технол. процессы, а также продукты жизнедеятельности человека. В этой связи изучение биол. действия загрязнений атмосферы космического корабля представляет важную проблему в общем комплексе физиол.-гиг. исследований. Практическим воплощением этих работ является установление предельно допустимых концентраций широкого круга загрязняющих (токсических) веществ, изыскание технических решений очистки от них атмосферы летательного аппарата.

Решение вопросов обеспечения пилотируемых полетов базируется на результатах предварительных исследований в наземных условиях (стендовые и модельные исследования на животных, эксперименты с участием человека в макетах космических объектов). Решающее значение имеют исследования непосредственно на космических летательных аппаратах. Обеспечение жизнедеятельности человека на пилотируемых космических кораблях и орбитальных станциях создается комплексом оборудования и бортовых запасов, предназначаемых для поддержания постоянного состава газовой среды, снабжения человека питьевой водой, продуктами питания, сан.-техн, средствами. Так, система регенерации и кондиционирования воздуха на кораблях типа «Союз» осуществляется путем создания на борту запасов химически связанного кислорода в виде надперекиси щелочных металлов и сорбентов, поглощающих водяные пары и углекислый газ.

Для обеспечения жизнедеятельности экипажа в случае аварийного приземления спускаемого аппарата в безлюдную местность в состав носимого аварийного запаса (НАЗ) включается рацион питания, обладающий максимальной энергетической и биол, ценностью при минимальном весе и объеме.

Увеличение продолжительности пилотируемых космических полетов требует изыскания новых надежных путей обеспечения сан.-гиг. условий в кабине корабля, личной гигиены космонавта и тщательного контроля за состоянием кожных покровов, их микрофлорой, загрязнением, а также совершенствования способов и средств полной и локальной обработки покровов тела. Особое внимание уделяется одежде космонавтов (полетный костюм, нательное белье, теплозащитный костюм, головной убор, обувь). Специальное значение имеют вопросы сбора, хранения и удаления отбросов, образующихся в процессе жизнедеятельности человека (экскременты, остатки пищи, упаковочная тара), а также в процессе функционирования бортового оборудования и аппаратуры.

Особое место занимают исследования, направленные на выяснение условий и характера взаимообмена микробами между членами экипажа, путей возможных аутоинфекций и инфекций, что особенно важно в условиях герметических кабин ограниченного объема в сочетании со снижением иммунорезистентности в результате воздействия факторов космического полета.

Важное значение для разработки перспективных систем жизнеобеспечения имел медико-технический эксперимент, который был проведен в Советском Союзе в 1967- 1968 гг. с участием трех испытателей. В нем решалась возможность длительного (до 1 года) поддержания нормальной работоспособности человека в условиях изоляции в герметической камере ограниченного объема с использованием воды и кислорода, регенерируемых из отходов, и практически полностью обезвоженных продуктов питания. Изучались особенности взаимодействия человека и окружающей среды в этих условиях, методы мед. контроля, технол, режимы конструкций отдельных блоков и другие вопросы. Во время эксперимента испытатели жили в гермокабине, состоящей из соединенных между собой жилого отсека и экспериментальной оранжереи. Испытание перспективной системы жизнеобеспечения в этом эксперименте показало возможность длительного существования и работы экипажа в системах с замкнутыми циклами, необходимыми для поддержания жизнедеятельности человека.

Для обеспечения возможности выполнения работ вне корабля в открытом космосе или на поверхности планет, а также для сохранения жизни в случае разгерметизации кабины космического корабля предназначены космические скафандры (см.), являющиеся индивидуальными средствами обеспечения жизнедеятельности космонавтов.

Деятельность космонавта при подготовке и осуществлении полета сопровождается выраженным нервно-эмоциональным напряжением. Считают, что космические полеты практически всегда будут содержать в себе элементы риска и вероятность непредвиденных ситуаций. В связи с этим осуществление динамического контроля за состоянием человека, разработка мер профилактики и устранения неблагоприятных влияний являются предметом исследований космической психофизиологии. Исследования в этой области охватывают изучение характера влияния факторов космического полета на нервно-эмоциональную сферу космонавтов, выяснение психофизиол, механизмов эмоционального напряжения и его влияния на профессиональную деятельность, исследование вопросов психологической совместимости членов экипажа, особенно в длительных космических полетах.

Увеличение продолжительности полетов связано со смещением времени и его влиянием на биол, ритмы. Наряду с исследованием процессов адаптации к этому неблагоприятному воздействию осуществляется научно обоснованная разработка режимов труда и отдыха в космических полетах. При этом исходят из представления, что изменения суточных режимов могут привести к десинхронизации физиол, процессов.

Специальным вопросом мед. обеспечения полетов человека в космос является отбор и подготовка космонавтов. Опыт космических полетов свидетельствует о том, что система отбора космонавтов, основанная на практике врачебной экспертизы летного состава, полностью себя оправдывает (см. Экспертиза, врачебно-летная). Наиболее высокие требования к физическому состоянию и здоровью предъявляются к кандидатам, отбираемым для длительных космических полетов, что обусловлено большой продолжительностью действия факторов полета на организм, расширением круга обязанностей членов экипажа и необходимостью взаимозаменяемости в полете. В ходе становления системы отбора космонавтов произошло нек-рое снижение требований к состоянию здоровья космонавтов-исследователей. Более широкое привлечение специалистов различных профессий (геофизиков, астрономов, врачей, биологов и др.) к космическим полетам требует разработки новых мед. и психол, критериев отбора. Отбор членов экипажа в соответствии с результатами мед. контроля продолжается во время тренировок и подготовки к полету. При формировании специальных программ подготовки принимаются во внимание цели и задачи космических экспериментов, а также исходное состояние членов экипажа.

Цель мед.-биол, подготовки космонавтов - ознакомить их с факторами космического полета и повысить устойчивость их организма к ним. Помимо этого, космонавтов обучают методикам проведения мед.-биол, исследований в полете и оказанию доврачебной медпомощи.

В СССР координация работ в области М. к. осуществляется АН СССР и М3 СССР. В составе Всесоюзного общества физиологов им. И. П. Павлова при АН СССР функционирует секция авиационной и космической медицины. Проводятся всесоюзные конференции по космической биологии и медицине, ежегодные чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К. Э. Циолковского, а также чтения, посвященные всемирному Дню космонавтики (Гагаринские чтения). Широкое участие в разработке вопросов М. к. принимают научные учреждения АН и АМН СССР. Ведущую позицию в изучении проблем космической медицины занимает Институт медико-биологических проблем М3 СССР. Все более важную роль играет международная интеграция в организации сотрудничества СССР с другими странами по космическим исследованиям - «Интеркосмос».

В США координацией работ по проблемам космической медицины занимается Национальное управление но аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Ведущими учреждениями по этим проблемам являются Космический центр им. Л. Джонсона (г. Хьюстон) и Эймсский исследовательский центр (г. Моффит Филд).

Библиография: Газенко O.Г. Космическая биология и медицина, в кн.: Успехи СССР в исслед. космич. пространства, под ред. А. А. Благонравова и др., с. 321, М., 1968; Ковалев E. Е. Радиационный риск на Земле и в космосе, М., 1976; Космические полеты на кораблях «Союз», Биомедицинские исследования, под ред. О. Г. Газенко и др., М., 1976; Лавников А. А. Основы авиационной и космической медицины, М., 1975; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 1 - 3, М., 1975; 60 лет советского здравоохранения, главн. ред. Б. В. Петровский, с. 279, М., 1977; Bioastronautics data book, ed. by J. F. Parker, Washington, 1973.

КОСМИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА,

Космонавтика и медицина…Казалось бы – понятия несовместимые. Нужна ли космонавтам медицина? Конечно, нужна, но медицина особенная - космическая. Она является частью космической биологии и изучает влияние различных внеземных факторов на абсолютно здоровый организм. Цель ее – сделать так, чтобы космос не был враждебен человеку, а скорее стал обитаемым.

Космическая медицина – уникальная наука! Она родилась из достижений авиационной медицины и сформировалась еще до первого полета человека в космос. Первые работы начались в 1933г. под руководством профессора Владимира Владимировича Стрельцова, одного из организаторов Института авиационной медицины. Его называют «отцом» космической медицины. На подопытных собаках исследовались действия ускорений и невесомости, испытывались системы жизнеобеспечения и средства спасения при аварийных ситуациях.

В 1957г. был запущен первый искусственный спутник Земли. В подготовке второго искусственного спутника, запущенного 4 ноября 1957г., активно участвовали сотрудники Института авиационной и космической медицины. На борту находилась собака Лайка. Во время этого полета проводилось исследование влияния условий космоса на живой организм.

С 1959г. начался отбор и подготовка первого отряда космонавтов. К началу пилотируемых полетов космическая медицина уже стала самостоятельным разделом медицинских знаний, и это способствовало успеху первого полета человека. За время, прошедшее с тех пор, накопились и огромный опыт полетов космонавтов, и различные данные об изменениях в организме человека в условиях длительной невесомости. И велика роль врачей-космонавтов, которые были с экипажем в космических полетах! Космос-110", по организации медицинского обеспечения орбитальных станций "Салют".

Атьков проводил обследования всех космонавтов, выполнивших длительные космические полеты. Именно он впервые применил ультразвуковую диагностику для обследования сердечно-сосудистой системы космонавтов. В 1984г. Атьков принял участие в космическом полете на орбитальную стацию "Салют-7" в качестве врача-космонавта-исследователя. Продолжительность полета составила рекордный в то время срок - 236 суток 22 часа 49 минут. Во время экспедиции Атьковым было проведено большое количество исследований и экспериментов, открывших новую страницу в космической физиологии и медицине. Впервые врач осуществил заборы крови из вены, проводил биохимические анализы в космосе.

С 8 января 1994г. до 22 марта 1995 года в космосе работал врач-космонавт Валерий Владимирович Поляков. Его научная программа полета включала исследование механизмов адаптации организма человека к условиям длительного полёта. Это было действительно важное и необходимое исследование, ведь нагрузки, действующие на космонавта в течение всего полета, похожи на психологические воздействия на человека в условиях стресса. Космонавты испытывают постоянную тревогу из-за возможности возникновения аварийных ситуаций. Человек должен в будущем иметь возможность восстанавливать функции своего организма. Одним из главных итогов длительного пребывания Полякова на орбите стало быстрое привыкание к земной тяжести. После двух полетов продолжительностью 8 и 14,5 месяцев ему самостоятельно удавалось выйти из корабля и сделать первые шаги по земле.

Но космическая медицина нужна не только в космосе. Космонавты, выполняя рекомендации медиков, носят специальные нагрузочные костюмы для быстрого восстановления после возвращения к земным условиям жизни. На основе костюма для космонавтов «Пингвин» разработан лечебный костюм «Адели». Этот костюм применяется в лечении больных с тяжелыми заболеваниями, например, при детском церебральном параличе. «Космический» костюм уменьшает избыточное напряжение мышц, и у детей появляется возможность ходить самостоятельно, улучшается речь.

Мы живем в XXI веке - веке космических технологий. Недалек день, когда реальностью станут космические путешествия. И всегда на страже здоровья космонавта будет стоять медицина. Космическая медицина!

Допустим, вы летите на Марс. Половина пути уже пройдена, еще три месяца — и вы у цели. Ваш корабль неплохо экранирован от солнечной радиации, и члены экипажа чувствуют себя нормально. Все, кроме одного вашего коллеги, Алекса, который уже несколько недель страдает от боли в животе. У вас нет возможности обследовать его так же хорошо, как это сделали бы врачи на Земле, но вы по крайней мере можете сделать ему УЗИ, и то, что вы видите на экране, вам очень не нравится. Похоже, у него опухоль прямой кишки, и похоже, она уже начала давать метастазы.

Вы понимаете, что земные врачи наверняка спасли бы Алекса — не говоря уже о том, что на Земле этот молодой лось в принципе бы не заболел. А еще вы понимаете, что, если бы даже вы могли развернуть корабль и погубить миссию, которую США, Россия, Европа и Канада готовили последние 15 лет, Алекса это вряд ли спасло бы — ионизирующее излучение, по‑видимому, привело к возникновению опухоли, которая развивается очень быстро. Алекс тоже прекрасно все это понимает и мрачно шутит о том, как именно вам предстоит избавляться от его трупа.

Говоря о факторах, влияющих на состояние здоровья человека на борту космического аппарата, мы порой забываем, что человек бывает двух разных полов, а мужчины и женщины имеют между собой значительные психофизиологические различия. Многие из этих различий проявляются в обычной земной обстановке, другие выявляются после пребывания на орбите. Схема описывает некоторые из них.

Выдыхайте. Сейчас 2016 год, а не 2035-й. Еще никто никуда не летит. Точнее, наоборот, все летают на МКС, и там проводится множество биологических и медицинских экспериментов. Еще больше экспериментов проходит на Земле — с расчетом на то, что их результаты пригодятся для дальних космических полетов. Например, именно на Земле Камаль Датта и его коллеги подвергали мышей воздействию ионизирующего излучения, чтобы затем исследовать те молекулярные поломки, которые, как выяснилось, в первую очередь повышают вероятность именно рака прямой кишки.

Почему покидать Землю опасно?

Ключевых проблем две: радиация и невесомость. При этом на МКС, которая летает в пределах воздействия магнитного поля Земли, космонавты подвержены облучению меньше, чем если бы они летали на Луну или на Марс, но зато они месяцами живут в условиях микрогравитации. В далеких полетах, возможно, будет применяться искусственная сила тяжести, но вот радиация будет воздействовать на космонавтов гораздо сильнее.

Мы эволюционировали в условиях земного притяжения, и его исчезновение сразу отражается на самочувствии человека — это называется синдромом космической адаптации. Нарушается работа вестибулярного аппарата. Человек может испытывать тошноту. Возникают нарушения зрения или даже галлюцинации. Кровь приливает к верхней части тела, что заметно даже на фотографиях — лица космонавтов становятся припухлыми. В долгосрочной перспективе отсутствие силы тяжести вызывает физиологические перестройки, которые впоследствии помешают хорошо чувствовать себя на Земле. Прежде всего происходит атрофия мышц. Работа физиологов из Университета Болл в Индиане, включавшая биопсию икроножных и камбаловидных мышц девяти космонавтов МКС с последующим микроскопическим исследованием фибрилл, показала, что, несмотря на интенсивные физические упражнения во время полета, толщина мышечных волокон снижается в среднем на 20%, а сила сокращения — вплоть до 55%.

Эта проблема начинает выглядеть особенно угрожающей, если мы вспомним, что сердце — это тоже мышца, и от него тоже требуется меньше усилий, чтобы перекачивать кровь в невесомости. В самом деле, и эксперименты на животных, и наблюдения за людьми показывают, что отсутствие силы тяжести приводит к снижению частоты сердечных сокращений, снижению диастолического давления, к аритмии. Кроме того, длительное пребывание в невесомости снижает плотность костей, а значит — вместе с необходимостью заново учиться управлять движениями! — повышает риск возникновения переломов после возвращения на Землю.

Роботизированная хирургическая система, предназначенная для операций на мозге, — прямой наследник роботизированной руки, первоначально разработанной Канадским космическим агентством для перемещения грузов в космосе.

Пребывание в космосе влияет на организм и на клеточном уровне. Например, эксперименты на животных позволили установить, что нарушаются процессы миграции клеток при заживлении ран. Также установлено, что снижается количество Т-лимфоцитов в иммунной системе — впрочем, это скорее результат не отсутствия силы тяжести, а воздействия космического излучения.

По оценке NASA, за шесть месяцев на МКС астронавт получает дозу облучения, эквивалентную 160 миллизивертам — в 66 раз больше, чем среднестатистический землянин в течение года. За трехлетний полет на Марс и обратно астронавт получит по крайней мере 1200 миллизивертов — несмотря на все меры по экранированию корабля и только в том случае, если экипаж будет своевременно узнавать о всплесках солнечной активности и отсиживаться в специально защищенном убежище.

На фото два астронавта — Скотт Келли и Майкл Келли. А еще они — братья-близнецы. В прошлом году Скотт отправился в долговременную экспедицию на МКС, а брат остался на Земле. Смысл эксперимента, который завершился с возвращением Скотта после 12 месяцев на орбите, состоит в том, чтобы тщательно отследить все изменения, возникшие в организме Скотта в ходе полета, сравнив их с процессами, протекавшими в то же время в генетически идентичном организме брата.

Врач-радиолог Френсис Кукинотта в 2006 году писал в журнале Lancet Oncology, что во время полета на Марс протоны, электроны и высокоэнергетические ионы тяжелых элементов будут бомбардировать корабль с такой интенсивностью, что ядро каждой клетки тела космонавта будет сталкиваться с протоном или электроном раз в несколько дней, а с ионом тяжелого элемента — по крайней мере раз в месяц. Эти события ведут к повреждению ДНК и многократно увеличивают риск злокачественного перерождения клеток. Лейкемия, рак груди, щитовидной железы, легких и кишечника будут настолько обыденным событием на космических кораблях, что, по оценке автора, риск смерти от рака в ходе полета к Марсу будет составлять порядка 5%.

56 000 000 километров до ближайшей больницы

Пять лет назад человечество бурно отмечало юбилей полета Юрия Гагарина. Не остались в стороне и канадские специалисты по космической медицине Дэвид Уильямс и Мэтью Тюрнок. Они опубликовали обзорную статью с амбициозным названием «Исследование космоса человеком в следующие 50 лет», посвященную именно вопросу о том, в какой степени мы можем надеяться летать в космос сами, а не только отправлять туда роботов, несмотря на нашу хрупкую и ненадежную биологическую природу.

Из космоса с любовью

Земные исследования помогают развивать медицину в космосе, но верно и обратное: исследования в космосе помогают развивать медицину и здравоохранение на Земле.
В космосе важен каждый грамм и каждый вольт, и поэтому за десятилетия полетов инженеры разработали множество высокоэффективных систем очистки воды на борту станций. Некоторые их принципы, например обеззараживание с помощью йодосодержащих смол, сегодня активно внедряются в засушливых регионах Африки.
Для мониторинга здоровья космонавтов был разработан компактный прибор, позволяющий оценивать содержание оксида азота в выдыхаемом воздухе (его повышение может сигнализировать о ранней стадии воспаления дыхательных путей). Такие измерения важны и на Земле — для контроля за состоянием легких у больных астмой.
У людей, переболевших ветряной оспой, в условиях снижения иммунитета возможна новая вспышка активности вируса — на этот раз в виде опоясывающего лишая. Заболевание сначала вызывает сильную боль по ходу пораженного нерва, и лишь через несколько дней проявляется в виде характерных кожных высыпаний. Именно для космонавтов был разработан простой тест, позволяющий определить активацию вируса по его присутствию в слюне, а значит, раньше поставить диагноз, начать лечение и серьезно сократить продолжительность болезни и вероятность осложнений.

До недавнего времени, пишут исследователи, самой важной задачей в космической медицине было предотвращение тяжелых ситуаций. На МКС отправляют только абсолютно здоровых людей, а в случае возникновения каких-либо серьезных проблем их можно оттуда эвакуировать. Тем не менее с увеличением численности экипажа МКС пропорционально вырастает и вероятность того, что кто-нибудь из космонавтов заболеет на орбите. Еще выше она становится благодаря появлению космических туристов — хотя они тоже проходят медицинское обследование, но все же в мире не так много людей, которые одновременно готовы и заплатить за свой отпуск $20 млн, и при этом безукоризненно здоровы. Но самое главное — возможность отправить заболевшего человека на Землю существует, пока мы говорим об орбитальных полетах, и начисто исчезает, как только речь заходит об экспедиции на Марс.

Что можно сделать, если космонавту требуется серьезное хирургическое вмешательство? Основные надежды исследователи возлагают на телемедицину, в том числе удаленное управление манипуляторами робота-хирурга. Этот подход уже положительно зарекомендовал себя на полярных станциях и потенциально позволяет провести любую операцию. К сожалению, не факт, что Алекс перенесет ее благополучно — просто из-за непреодолимых проблем со связью. При максимальном сближении Земли и Марса расстояние между ними составляет 56 млн километров. Электромагнитная волна способна преодолеть эту дистанцию примерно за три минуты, и столько же ей понадобится, чтобы вернуться обратно. Неплохо, чтобы получить консультацию от коллег, но слишком долго для выполнения операции в реальном времени.

Получается, в команде должен быть невероятно высококвалифицированный хирург, способный манипулировать инструментами робота на месте, без серьезной помощи с Земли, независимо от того, какую именно операцию придется делать — на позвоночнике, на печени или на мозге. И да, желательно, чтобы это был не сам Алекс. Кроме того, стоит надеяться на то, что за предстоящие двадцать лет принципиально расширятся и возможности фармакологического лечения, и большинство болезней, требующих сегодня хирургического вмешательства, будет несложно остановить с помощью лекарств, в том числе созданных специально для Алекса прямо в корабельной лаборатории. Во всяком случае, выдуманная история его болезни показывает, что для покорения космоса требуются исследователи самых разных специальностей, и памятники за покорение Марса будут ставить не только физикам и астронавтам, но и — может быть, прежде всего — фармакологам и врачам, чья работа сделает дальнейшее освоение мира в принципе возможным.