К 60-летию первого полёта человека в космос
Известно, что в отряд космонавтов попадают люди с отменным здоровьем. И дело не только в том, что человеку, отправляющемуся на орбиту предстоит выдержать колоссальные перегрузки во время старта и приземления космического аппарата. Находясь на его борту в условиях невесомости, в организме происходят серьёзные изменения, многие из которых остаются с человеком на всю жизнь.
Земное притяжение является одним из важнейших факторов, повлиявших на строение человеческого тела. Например, место расположения, размер и сила сердца обусловлены тем, что оно должно непрерывно перекачивать кровь от нижних конечностей к мозгу, поддерживая постоянное давление. В условиях слабой гравитации мышцы и сосуды работают с гораздо меньшей нагрузкой, что отражается на состоянии всех органов и систем организма.
Ещё одной медицинской проблемой пилотируемых космических полётов является повышенный уровень солнечной радиации. Влияние ионизирующего излучения на человека и возможности дальнейшего освоения им околоземного пространства до сих пор остаются под вопросом.
В этом посте мы рассказываем о том, как длительное пребывание в космосе отражается на организме человека, а также о том, возможно ли ему полностью адаптироваться к условиям микрогравитации в период предполётной подготовки и находясь на орбите.
Изменения в сердце и сосудах
Если внимательно присмотреться к космонавтам, находившимся в невесомости более двух недель сразу после приземления, может показаться, что они набрали лишний вес, а их лица сильно округлились ("лунное лицо").
На самом деле, это не что иное, как проявления длительного пребывания в условиях микрогравитации, при которой сердцу нет необходимости качать кровь по венам с той же интенсивностью что и на Земле. После взлёта она приливает к груди и голове, а давление выравнивается во всех частях тела. Постепенно, из-за снижения циркуляции, стенки кровеносных сосудов утолщаются и теряют эластичность, что может стать причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний в будущем.
Но наиболее серьёзной проблемой пребывания в невесомости становится быстрая атрофия мышц, которая сопровождается повышением уровня гемоглобина и изменением его синтеза в костном мозге. Ограничение подвижности также нарушает фосфорный обмен, что сказывается на прочности костей.
Многие из нас видели по телевизору, как находящиеся на борту МКС космонавты крутят велотренажёр. Да, они регулярно должны выполнять физические упражнения для поддержания здоровья сердца и сосудов, носить одежду с эластичными лентами на поясе и голенях для борьбы с потерей костной массой и перераспределением жидкости. Однако, все эти адаптационные мероприятия не могут решить проблему длительной микрогравитации (невесомости) полностью.
Например, сердце американского астронавта Марка Келли, который находился в космосе с 27 марта 2015 года по 1 марта 2016 года, уменьшалось в среднем на 0,74 грамма в неделю в течение 340 дней, проведённых им на орбите. Это произошло несмотря на строгий режим физических нагрузок, - занятий на велотренажёре и работы с отягощениями 6 дней в неделю.
Доктор Бенджамин Левин из Университета Юты, который на протяжении четырёх десятков лет изучал влияние микрогравитации на сердце космонавтов и возможность её компенсации физическими нагрузками, решил проверить полученные им результаты вне космического пространства.
Для этого он наблюдал за человеком, который не только находился в воде по 6-8 часов ежедневно, но и проплывал 40-50 километров, - пловцом-марафонцем Бенуа Лекомтом. Американец французского происхождения в 1998 году пересёк Атлантику, а летом 2018 года предпринимал попытку переплыть Тихий океан от берегов Японии до Сан-Франциско.
Левин посчитал, что оба состояния связаны со снижением гравитационной нагрузки на опорно-двигательный аппарат, а наблюдение за Лекомтом может подтвердить или опровергнуть его выводы о влиянии невесомости на мышечную атрофию, в том числе, при регулярной физической нагрузке.
Изучив сердце Лекомта, учёный выяснил, что он терял 0,72 г массы мышцы левого желудочка в неделю в период заплыва через Тихий океан.
Могут ли постоянные физические упражнения эффективно противодействовать влиянию невесомости на сердечно-сосудистую систему? В своей работе Бенджамин Левин отвечает, что на данный момент ответ на этот вопрос - "нет".
Изменения в мозге
Под влиянием невесомости у человека повышается внутричерепное давление.
Для изучения влияния микрогравитации на мозг, доценты медицинского Университета Южной Каролины Донна Робертс и Майкл Антонуччи провели МРТ-обследование мозга американских астронавтов до и после краткосрочных и долгосрочных космических полётов. Результаты этого исследования были опубликованы в Медицинском журнале Новой Англии.
В нём принимали участие 18 астронавтов, выполнявших долгосрочные миссии на МКС средней продолжительностью 164 дня, и 16 человек, которые совершили кратковременные полёты (в среднем 13 дней).
У 94% астронавтов побывавших в длительных миссиях, учёные выявили сужение центральной борозды мозга (разделяет лобную и теменную доли). При этом подобные изменения отмечены лишь у 19% участников краткосрочных космических путешествий.
Дополнительный анализ показал, что головной мозг всех участников длительных полётов был смещён вверх, а пространство для спинномозговой жидкости в области макушки уменьшилось.
Зрение
На фоне изменения внутричерепного давления у некоторых космонавтов возникают проблемы со зрением. Медики НАСА называют это состояние синдромом VIIP (Visual impairment due to intracranial pressure). Майкл Антонуччи отмечает, что примерно у 60% космонавтов, побывавших на орбите длительное время, наблюдается снижение остроты зрения, а у 40% развивается синдром VIIP. При этом тщательное обследование проходили лишь те, кто имел наиболее серьёзные проблемы и обращался по этому поводу за медицинской помощью.
Ионизирующее излучение
Даже низкие дозы радиации могут повлиять на состояние сердца и сосудов, что и было отмечено у участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. С проблемами сталкивались многие ликвидаторы, поглощённая доза ионизирующего излучения у которых составила всего 0,15 грей (зиверт).
При этом уровень ионизирующего излучения в космосе значительно выше земного, что ставит под вопрос перспективы исследования отдаленных планет.
Профессор Марко Дуранте, автор работы "Сердце в космосе: влияние внеземной среды на сердечно-сосудистую систему" считает радиацию самым серьёзным препятствием для дальнейшего покорения околоземного пространства. Однако, отмечает учёный, всё будет зависеть от того, насколько высок риск долгосрочного воздействия низких уровней излучения на здоровье космонавтов (от 0,5 грей). Для оценки его влияния требуются дополнительные исследования.
Тем не менее Дюранте верит, что космическая медицина находится на правильном пути и быстро продвигается вперёд. Физические упражнения, новое поколение антиоксидантов и нутрицевтиков, а также современные материалы для защиты космических аппаратов от радиации позволяют надеяться на дальнейший прогресс в освоении человеком Солнечной системы.
Такого же мнения придерживается и доктор Антонуччи. Он считает, что результаты его исследования позволяют приступить к разработке способов минимизировать или смягчить негативные последствия пребывания в космосе и невесомости. Это могут быть как некоторые лекарства, так и альтернативные подходы, такие, как разработка транспортного средства с искусственной гравитацией, воспроизводящей земную среду.
***
Над космическими программами дальних пилотируемых полётов работают тысячи талантливых людей во многих странах мира. Однако прежде, чем бесстрашные покорители космоса смогут отправиться в первое путешествие на Красную планету, учёным нужно решить несколько важных задач технического и медицинского характера, которые позволят космонавтам не только добраться до Марса, но и благополучно вернуться на Землю.
Всех с юбилейным Днём Космонавтики! Будьте здоровы!
Если этот материал был вам полезен, оцените его лайком и подписывайтесь на канал srokgodnosti. Спасибо!
Для получения дополнительной скидки от 5% на сайте iHerb, при заказе воспользуйтесь этим промокодом, - BBI2773
О 6 незаменимых питательных веществах для здоровья мозга вы можете узнать пройдя по этой ссылке
#невесомость #космическая медицина #здоровье космонавтов #полёт на марс #космос исследования
