12 апреля мы традиционно вспоминаем о героях космоса, о первых полетах и великих достижениях человечества за пределами земной атмосферы. Но сегодня я хочу рассказать вам о менее заметных, но не менее важных героях — о лекарствах, витаминах и медицинских технологиях, которые были созданы специально для космоса, а затем тихо и незаметно спустились на Землю, чтобы спасать жизни самых обычных людей.
Всё началось задолго до первого полета человека в космос, когда учёные лишь гадали: сможет ли человеческий организм вообще функционировать там, где нет привычной гравитации? Там, где всякая капля воды превращается в парящий шар, а самый обычный сон становится настоящим испытанием…
Только представьте: Вы находитесь в герметичной капсуле размером чуть больше шкафа-купе. За иллюминатором — бескрайняя чернота, подсвеченная сиянием далёких звезд и ослепительной голубизной купола Земли. Ваше тело будто бы парит в невесомости, а кровь приливает к голове. Ноги ощущаются необычно лёгкими. Биологические часы сбиваются каждые 90 минут, когда очередной «рассвет» врывается в иллюминатор. Заснуть же абсолютно не получится, голова раскалывается, а впереди — полгода ещё такой жизни!
Добро пожаловать в будни нашего героя — Космонавта!
Первые шаги в космическую неизвестность
В наши дни космические полеты стали почти обыденностью. Мы привыкли к новостям об очередном запуске, к фотографиям Земли с МКС и к видеоблогам космонавтов/астронавтов, парящих в невесомости. Только вот в самом начале космической эры человечество делало шаги в полную неизвестность!
На заре космонавтики учёные задавались вопросами, которые сегодня могут показаться наивными: сможет ли человек глотать пищу без гравитации? Не сойдёт ли с ума в замкнутом пространстве? Выдержит ли его психика вид бесконечной тьмы за иллюминатором?
Сможет ли человек есть в космосе?
До полёта Юрия Гагарина среди учёных шли жаркие дебаты о возможности, как таковой, питания в условиях невесомости. Некоторые всерьёз опасались, что человек просто не сможет проглотить пищу: ведь на Земле мы привыкли, что еда «падает» в желудок благодаря гравитации. А что, если в невесомости она застрянет в горле?
Для первого космонавта планеты была разработана особая «космическая кухня»: пюреобразные продукты в тюбиках, напоминающие зубную пасту.
Гагарин тренировался есть такую пищу ещё на Земле. И когда во время полета он сообщил: «Пищу и воду принимал нормально», для учёных это стало настоящим откровением и облегчением! Человек действительно может есть в космосе!
Кстати, занятно, но проблема еды в космосе оказалась куда сложнее, чем просто вопрос глотания. В условиях невесомости вкусовые рецепторы работают иначе. Космонавты частенько жалуются, что еда кажется пресной. Это связано с перераспределением жидкости в организме и отёком слизистых. Поэтому космическая еда требует усиленных вкусовых добавок — всё должно быть «острее, солонее, кислее», чем на Земле. Кстати, это справедливо не только для космонавтов, но и для авиации.
То, что начиналось как эксперимент с тюбиками для Гагарина, сегодня превратилось в целую индустрию космического питания. А многие разработки, например, технологии сублимационной сушки и вакуумной упаковки, давно перекочевали в нашу повседневную жизнь.
Можно ли спать в невесомости?
Другой серьёзный и, я бы сказал, фундаментальный вопрос: сможет ли человек нормально спать в космосе? Для пилотов дальней авиации проблема сна давно знакома — стратегические бомбардировщики могут находиться в воздухе по несколько суток. В космосе ситуация ещё сложнее.
Представьте, что каждые 90 минут (именно столько времени требуется космическому кораблю на низкой орбите, чтобы обогнуть Землю) вы видите восход солнца. За 24 часа — целых 16 рассветов и закатов! Циркадные ритмы, наша внутренняя «настройка» на 24-часовой цикл, полностью сбиваются.
К тому же, в космосе нет привычного «лечь в кровать». Космонавт просто пристёгивается к стене спальным мешком, чтобы не улететь во сне. Ощущение невесомости и постоянный шум оборудования дополняют картину. Неудивительно, что многие космонавты первого поколения жаловались на бессонницу… И если бы только на бессонницу — последствия бессонницы, да и вообще нарушенного сна гораздо хуже.
И эту проблему человечество научилось решать. Были разработаны специальные режимы освещения, имитирующие земные сутки, особые техники релаксации и… особые лекарства, о которых мы тоже поговорим сегодня.
Космическая медицина — наука выживания в экстремальных условиях
Так и родилась космическая медицина — особая отрасль, изучающая влияние факторов космического полёта на человеческий организм. Интересно, что эта наука развивалась на стыке других экстремальных направлений медицины.
С ядерной медициной ее объединяет изучение воздействия радиации: ведь за пределами защитного магнитного поля Земли космонавты подвергаются серьезному радиационному облучению. С морской (или подводной) медициной — исследование эффектов длительного пребывания в замкнутом пространстве и изменённой гравитации. Не случайно многие эксперименты для будущих марсианских миссий проводятся в подводных лабораториях, где условия изоляции во многом схожи с космическими.
Именно космическая медицина подарила нам целый спектр технологий, без которых сегодня трудно представить жизнь! От компактных приборов для ультразвуковой диагностики до современных материалов для протезирования; от методик реабилитации после инсульта до продвинутых систем телемедицины — всё это добро первоначально разрабатывалось для нужд славных Покорителей Космоса.
Долгие полёты — многие печали!
С увеличением продолжительности космических полетов перед учёными встали совершенно новые проблемы. Если Юрий Гагарин провел в космосе 108 минут, то современные экспедиции на МКС длятся по полгода, а то и более. Как показала практика, человеческое тело не создано для длительной жизни в невесомости. Наш организм — результат миллионов лет эволюции в условиях земной гравитации. Отсутствие привычной силы тяжести влечёт за собой целый каскад изменений.
Когда кровь «бьёт в голову»
На Земле гравитация помогает нашему сердцу: кровь естественным образом стекает вниз, к ногам. Сердце прикладывает основные усилия, чтобы поднять кровь на самый верх, к голове, к мозгу. В невесомости эта система даёт сбой. Кровь и другие жидкости организма перераспределяются, «приливая» к верхней части тела.
Космонавты в первые дни полета страдают от характерного «лунного лица» — отёкшего и покрасневшего. Сосуды глаз расширяются, зрение может ухудшаться. Одновременно ноги становятся тоньше — жидкость уходит из нижних конечностей, делая их похожими на «куриные ножки».
Для решения проблемы были разработаны несколько подходов. Во-первых, специальное компрессионное бельё. Так называемые «космические чулки», создающие искусственное давление на нижнюю часть тела. Во-вторых, комплексы физических упражнений, заставляющие кровь циркулировать более равномерно. В-третьих, особые лекарственные препараты, регулирующие тонус сосудов (например, для этих целей на орбите могут использовать лидокаин).
Многие из таких разработок сегодня используются во вполне земной медицине — от лечения варикозного расширения вен до реабилитации после инсульта. То, что создавалось для космонавтов, помогает пациентам и в обычных больницах.
Доктор Поляков и его эксперимент длиною в год
В истории космонавтики особое место занимает фигура Валерия Полякова — врача, ставшего космонавтом и проведшего на орбитальной станции «Мир» рекордные на тот момент 437 суток подряд (1994-1995 гг.). Как истинный ученый, Поляков использовал собственное тело как живую лабораторию.
«Я хотел доказать, что человек может сохранять работоспособность даже после очень длительного пребывания в космосе» — говорил Поляков в своих интервью. И он действительно доказал это: после посадки космонавт самостоятельно вышел из спускаемого аппарата, хотя обычно космонавтов выносят на руках. Дело в том, что космонавты страдают от сердечных проблем — происходит нарушение сердечно-сосудистой системы. Сердце изменяет свой объём и силу. Это обратимо, но, как правило, требует длительной реабилитации.
Секрет Полякова был в железной дисциплине и изнуряющих физических нагрузках. «Я занимался до изнеможения», — признавался он. Благодаря этому его сердце не «разучилось» работать против силы тяжести, а возвращение на Землю не стало шоком для организма.
Исследования Полякова и других врачей-космонавтов (например, американца Нормана Тагарда и россиянина Бориса Морукова) заложили основу для понимания того, как человеческий организм реагирует на длительное пребывание в невесомости. Их опыт бесценен для планирования будущих межпланетных экспедиций, например, полёта на Марс, что займёт не менее трёх лет в один конец.
Космическая гигиена. Это когда каждая капля на счету!
Представьте, что не можете принять душ несколько месяцев. Кошмарно звучит?! Да, но для космонавтов это реальность, хотя на некоторых орбитальных станциях (например, на «Мире» и частично на МКС) были установлены «космические души». Пользоваться ими можно было крайне редко (и сложно) — вода в космосе на вес золота.
Как же поддерживать чистоту тела? На помощь пришли инновационные разработки. Влажные салфетки, коими сегодня пользуются миллионы людей на Земле, первоначально создавались именно для космонавтов! Кстати, как и сухие шампуни, не требующие смывания водой.
Особого внимания заслуживают космические зубные пасты. В условиях невесомости обычная процедура чистки зубов превращается в проблему: попробуйте-ка сплюнуть, когда капли воды и пасты просто зависают в воздухе! Поэтому были разработаны специальные зубные пасты, которые… нужно глотать после использования. В отличие от обычных зубных паст, содержащих компоненты, вредные при проглатывании (врачи на эту тему любят ругаться!), космические варианты полностью безопасны для желудка. Они эффективно очищают зубы, а затем без вреда усваиваются организмом. Попутно, освежают надолго дыхание. Некоторые из этих разработок впоследствии были адаптированы для использования в больницах пациентами, которые не могут самостоятельно выполнять обычные гигиенические процедуры.
Особое внимание уделялось и составу тканей для космической одежды. В них (в частности в нижнее бельё и носки) добавляли ионы серебра и другие компоненты, препятствующие размножению бактерий и устраняющие неприятные запахи. Сегодня эти технологии широко используются в спортивной одежде и белье.
Даже система переработки воды, впервые опробованная на космических станциях, нашла применение в отдалённых регионах Земли, где доступ к чистой воде ограничен. Технологии очистки и регенерации воды, разработанные для космоса, спасают жизни в засушливых районах Африки и Азии.
Мирамистин. Антисептик космического уровня
История этого препарата — медицинский триллер. Это яркий пример того, как космические технологии меняют нашу повседневную жизнь.
В 1980-х годах перед советскими учеными была поставлена амбициозная задача: создать универсальное антисептическое средство для космонавтов. Требования были не просто жёсткими, а практически взаимоисключающими: препарат должен был уничтожать максимально широкий спектр микроорганизмов (бактерии, вирусы, грибки, плесень), но при этом не вызывать раздражения, быть нетоксичным и безопасным при случайном проглатывании. Вообще, такое сочетание считалось невозможным: чем эффективнее антисептик, тем агрессивнее он воздействует и на ткани человека.
Особую сложность представляла борьба с плесенью и спорами. Эти живучие формы микроорганизмов способны выживать в самых экстремальных условиях, включая радиацию и вакуум.
Для биохимиков тех лет задача была поистине «космической» сложности. В буквальном смысле! Ведь и требования диктовал космос, и последствия неудачи были бы критичны для космонавтов.
Коллектив учёных под руководством Юрия Кривошеина и Аделины Рудко разработал уникальную молекулу на основе четвертичного аммония — мирамистин. Созданный для космической программы, этот антисептик оказался настолько эффективным и безопасным, что быстро «спустился» на Землю и стал использоваться в гражданской медицине.
Сегодня мирамистин — один из самых популярных антисептиков в странах бывшего СССР. Его используют для лечения и профилактики широкого спектра инфекций, от банальной ангины до серьёзных ожоговых и послеоперационных ран. Более того, этим препаратом промывают внутренние органы во время полостных операций благодаря его безопасности для тканей. Им обрабатывают маленьким детям ротовую полость — они ведь, как известно, часто сглатывают. И ещё масса и масса применений, где перекись водорода или хлоргексидин не всегда подойдут.
Любопытно, что за рубежом мирамистин практически неизвестен — это одна из тех космических технологий, которая пока остаётся преимущественно «нашей». Впрочем, ситуация постепенно меняется, и препарат завоёвывает постепенно международное признание.
Космический остеопороз. Кости становятся хрупкими
«После полугода в космосе мои пяточки были как у младенца — гладкие, без единой морщинки и такие же мягкие», — вспоминал один из космонавтов. Звучит романтично, но за этим красивым образом скрывается серьезная медицинская проблема. Называется она космический остеопороз.
В условиях невесомости человек теряет до 1% костной массы в месяц. За год пребывания на орбите можно «потерять» до 10-15% костей. Это примерно как у пожилого человека, страдающего тяжёлым остеопорозом. Причина проста: наши кости укрепляются благодаря нагрузке. Нет гравитации — нет нагрузки — кости становятся хрупкими.
Для решения этой проблемы космонавты проводят до 2,5 часов ежедневно, занимаясь на специальных тренажерах. Но даже это полностью не решает проблему. Поэтому были разработаны специальные диеты и витаминно-минеральные комплексы, помогающие сохранить прочность соединительной и костной тканей.
Среди них особое место занимает «Аэровит» — витаминный комплекс, созданный в СССР специально для космонавтов и лётчиков. До недавнего времени эти драже можно было купить в обычных аптеках, и они считались одними из лучших поливитаминов советского наследия. Оригинальная марка, впрочем, исчезла, но её формула, будучи советским народным достоянием, стала основой для современных витаминных комплексов. Сейчас их выпускает «Уфавит», ставший правопреемником формулы.
То, что разрабатывалось для предотвращения «космического остеопороза», сегодня помогает миллионам женщин в постменопаузе, когда риск потери костной массы резко возрастает. Методики диагностики и профилактики остеопороза, отработанные на космонавтах, стали стандартом в земной медицине.
Сон и психика. Битва со стрессом в замкнутом пространстве
«Я смотрел в иллюминатор и видел, как за стеклом плывут странные сияющие фигуры... Я точно знал, что это галлюцинация, но они выглядели такими реальными». Это признание одного из космонавтов даёт нам представление о том, какому стрессу подвергается психика человека в космосе.
Нарушения сна, сенсорная депривация (недостаток привычных сенсорных стимулов), изоляция в замкнутом пространстве, отсутствие привычных звуков, запахов, физических ощущений — всё это создает колоссальную нагрузку на нервную систему. Неудивительно, что многие космонавты сталкиваются с бессонницей, раздражительностью, снижением когнитивных функций и даже галлюцинациями!
Мозг — не просто «хранилище знаний», как считалось раньше. Современная нейронаука рассматривает его прежде всего как орган адаптации, помогающий организму приспосабливаться к меняющимся условиям среды. В экстремальных условиях космоса эта адаптивная функция работает на пределе возможностей.
Чтобы помочь мозгу справиться со стрессом, советские учёные в 1960-х годах разработали препарат фенибут. Это лекарственное вещество напрямую воздействует на ГАМК (гамма-аминомасляную кислоту) — основной тормозящий нейромедиатор нашего мозга, отвечающий за чувство спокойствия и расслабления. Фенибут позволяет снизить уровень тревоги, не вызывая при этом сонливости и заторможенности — качество, критически важное для космонавтов, которым необходимо сохранять ясность мышления.
Этот препарат давно входит в состав «космической аптечки» и помогает покорителям орбиты адаптироваться к стрессовым условиям. На Земле фенибут используется для лечения тревожных расстройств, бессонницы и последствий стресса. По сути, это «источник спокойствия», первоначально созданный для тех, кто шагнул за пределы земной атмосферы.
Американские коллеги пошли несколько другим путем, но тоже выдали немало интересных разработок. NASA активно исследовало возможности применения мелатонина и золпидема (Zolpidem) для нормализации сна астронавтов. Изначально эти методики разрабатывались для пилотов ВВС США, которым часто приходится пересекать несколько часовых поясов и адаптироваться к новым суточным ритмам.
Мелатонин — гормон, регулирующий наши циркадные ритмы, помогает организму «понять», когда пора спать, а когда — бодрствовать. Золпидем же позволяет быстро и эффективно заснуть, не вызывая при этом сильной зависимости и серьезных побочных эффектов, характерных для более старых снотворных.
Лекарства лекарствами, но вот любопытное наблюдение: помимо фармакологических подходов, космонавтов и астронавтов обучают особым психотехникам для управления сном. Эти методики представляют собой настоящие «секретные приёмы», позволяющие заснуть буквально за несколько минут в любых условиях — даже когда вокруг гудит оборудование и за иллюминатором каждые полтора часа встает солнце.
Впрочем, психологическая поддержка в космосе выходит далеко за рамки только вопросов сна. В последние годы появились интригующие разработки на стыке психологии, искусственного интеллекта и космических исследований. Какие психологические эксперименты проводятся на орбите? Как поддерживать ментальное здоровье людей, месяцами находящихся в полной изоляции? Что общего между марсианскими миссиями и современными методиками психотерапии? Об этих и других увлекательных темах мы обязательно поговорим в следующей статье, посвященной психологии покорителей космоса!
Космические технологии на службе земной медицины
Если подсчитать количество медицинских технологий, первоначально разработанных для космоса, а затем «спустившихся» на Землю, список получится очень впечатляющим:
- Компактные диагностические приборы. Необходимость создать миниатюрные медицинские устройства для космических кораблей привела к разработке портативных УЗИ-аппаратов, кардиомониторов и анализаторов крови, которые сегодня используются в машинах скорой помощи и отдалённых клиниках.
- Телемедицина. Возможность проводить медицинские консультации на расстоянии была критически важна для космических миссий. Сегодня телемедицина помогает миллионам людей, живущих в удалённых районах, получать квалифицированную медицинскую помощь.
- Материалы с памятью формы. Сплавы, что «запоминают» свою первоначальную форму и возвращаются к ней при определенной температуре, были разработаны для космических антенн. Теперь их используют для создания стентов, имплантатов и других медицинских устройств.
- Фильтры для воды. О, здесь целый кладезь! Технологии очистки воды, созданные для космических станций, сегодня применяются в бытовых фильтрах и системах водоподготовки.
- Противопролежневые матрасы. Разработки для защиты космонавтов от длительного давления на одни и те же участки тела в условиях невесомости привели к созданию современных противопролежневых систем для лежачих больных.
- Методы физической реабилитации. Комплексы упражнений, помогающие космонавтам сохранять мышечную массу в невесомости, были адаптированы для реабилитации после травм и операций.
- Лекарства и пищевые добавки, о которых мы говорили выше: от фенибута и мирамистина; заканчивая специализированными витаминными комплексами и добавками.
Всякая космическая технология — не просто решение единичной проблемы для космонавтов. Это потенциальный вклад в улучшение жизни миллионов людей на Земле! Именно потому инвестиции в космическую отрасль никогда не бывают напрасными. Они многократно окупаются в форме инноваций, возвращающихся на нашу планету.
Космическая медицина — это ещё и своеобразный «полигон» для испытания самых смелых идей в области здравоохранения. То, что сегодня разрабатывается для полёта на Марс, завтра может спасать жизни в обычных больницах. Каждое решение для здоровья Покорителей Космоса — потенциальный прорыв для земной медицины.
В следующий раз, когда будете использовать влажные салфетки, принимать витамины или проходить УЗИ на компактном аппарате, вспомните, что всё это — наследие космических технологий, незаметно вошедших в нашу повседневную жизнь. Космос гораздо ближе к нам, чем мы привыкли думать.
И обязательный дисклеймер: Какими бы заманчивыми ни казались космические истории о медицинских препаратах и об их создании, помните — самолечение может быть опасным для здоровья. Проконсультируйтесь с врачом перед применением любых лекарств. Даже если они были разработаны для Героев Космоса, на Земле их должен назначать Земной Доктор!
Игорь Кучаев,
2025 год