18 марта 1965 года советский космонавт Алексей Леонов впервые в истории вышел за борт корабля «Восход-2» и оказался в бездне открытого космоса. Этот 12-минутный полёт навсегда изменил представление о возможностях человека, но мало кто задумывается, через что прошёл его организм в те минуты. Сегодня, спустя ровно 61 год, мы понимаем: выход в открытый космос — это не только подвиг инженерной мысли, но и колоссальный стресс для всех систем тела. А исследования, которые проводятся на МКС прямо сейчас (в том числе 14 марта), помогают нам готовиться к будущим межпланетным перелетам.
Испытание гравитацией: Нагрузка на сердце и перепады давления
Когда космонавт покидает шлюз, его тело попадает в среду, для которой мы не были созданы эволюцией. Первый и самый мощный удар принимает на себя сердечно-сосудистая система.
В условиях невесомости исчезает гидростатическое давление крови. На Земле гравитация тянет кровь к ногам, а сердцу приходится прикладывать усилия, чтобы качать её обратно. В космосе всё иначе: кровь устремляется к верхней половине тела. Организм «обманывается», считая этот объем жидкости избыточным, и включает механизмы его выведения. Из-за этого уже через несколько часов объем циркулирующей крови уменьшается.
Для сердца это двойной удар. С одной стороны, работать становится легче (не нужно бороться с гравитацией), но это приводит к обратному эффекту — снижению тренированности. Сердечная мышца работает вдвое слабее, чем на Земле, что ведет к её атрофии. Исследования на клеточном уровне показали, что в невесомости кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) буквально «сжимаются»: мышечные клетки укорачиваются, а митохондрии деформируются, переставая вырабатывать достаточно энергии.
Когда Леонов собирался обратно в шлюз, давление в его скафандре критически выросло, и ему пришлось стравливать его в космос. Перепады давления в сочетании с невесомостью — гремучая смесь. У космонавтов нарушается регуляция сосудистого тонуса, и при возвращении на Землю их часто настигает ортостатический коллапс: тело забывает, как возвращать кровь к мозгу против силы тяжести, что вызывает головокружение и обмороки.
Осторожно: пищеварение
Однако самые интересные и неочевидные процессы происходят в желудочно-кишечном тракте. Вопреки расхожему мнению, история космонавтики не знает случаев, чтобы у космонавтов в полете случился приступ или обострение благодаря заранее тщательному отбору. Но функциональные изменения касаются всех.
На Земле наш кишечник — это многоэтажная конструкция, где пища движется сверху вниз благодаря гравитации и перистальтике. В космосе гравитационный компонент исчезает.
Исследования эксперимента «Спланх», которые ведутся на МКС уже много лет, показали парадоксальную вещь. Если в наземных экспериментах, имитирующих невесомость (например, долгий постельный режим), активность ЖКТ повышается, то на реальной орбите она снижается на 25–30%. Электрическая активность желудка, двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки падает. Особенно это заметно после 3–5 месяцев полета.
Почему так происходит? Ученые из ИМБП РАН пришли к выводу, что главную роль играет отсутствие веса пищи. Пищевому комку не нужно «пробивать» себе дорогу, он буквально парит в кишке. Организм включает режим энергосбережения: зачем напрягать гладкую мускулатуру, если еда и так движется? Исследования на грызунах, вернувшихся с орбиты, подтвердили это: в гладких мышцах желудка снизилась выработка белка актина, отвечающего за сокращения.
Анатомия ни при чем
Здесь важно сделать уточнение. В интернете и популярной литературе можно встретить страшилки о том, что многие проблемы пищеварения у человека связаны с тем, что «опускается желудок» или «удлиняется кишечник». Это заблуждения, не имеющие ничего общего с реальностью.
Космическая медицина однозначно утверждает: гастроптоз (опущение желудка), долихосигма (удлинение сигмовидной кишки), перегибы желчного пузыря — это анатомические особенности, с которыми человек живет с рождения, которые никак не влияют на работу этих органов. Невесомость ставит все на свои места. Она меняет физиологию — тонус мышц и нервную регуляцию. Главный вывод на Здолжен быть такой: не важно, какой длины, формы и размера твои органы пищеварения, не важно даже, где именно они расположены, если они исправно работают. Поэтому если кто-то пытается объяснить наличие нарушений пищеварения или неприятных симптомов просто другим расположением органа, знайте, это профанация и дезинформация.
Опыт Алексея Леонова и всех последующих экспедиций доказал главное: если у человека здоровый желудочно-кишечный тракт, он будет отлично работать даже в условиях микрогравитации. Пища переваривается, питательные вещества усваиваются. Проблемы возникают не из-за «неправильной формы» органов, а из-за того, что гладкая мускулатура становится ленивой в отсутствие гравитации. Это как с мышцами рук или ног: если их не тренировать, они атрофируются. В том числе благодаря этому сегодня медицина имеетспособы стимулировать ЖКТ, но не останавливается на достигнутом и изучает новые возможности.
Продолжение следует: «Спланх» на МКС
Понимание этих процессов критически важно для полетов на Марс, где не будет возможности быстро вернуться на Землю. Именно поэтому медицинские эксперименты в космосе продолжаются.
14 марта на Международной космической станции прошел очередной сеанс медицинского эксперимента «Спланх». Космонавты исследуют структурные и функциональные изменения различных отделов желудочно-кишечного тракта. С помощью мобильного УЗИ-аппарата и электрогастрографии они следят за тем, как меняется работа их собственного кишечника в реальном времени. Полученные данные сравниваются с «земными» показателями, чтобы понять, как помочь будущим покорителям дальнего космоса сохранить здоровье.
Три интересных факта, которые вы могли не знать
1. Первый ужин в космосе был из тюбиков, но проблема не в этом. Вопреки стереотипам, космонавты едят нормальную пищу (хотя и сублимированную). Главная проблема питания в космосе — крошки и пузырьки газа. Поэтому хлеб, например, упаковывают мини-кусочками на один укус, чтобы он не разлетался по станции.
2. Космическая тошнота — реальность. До 50% новичков сталкиваются с «синдромом космической адаптации» в первые дни. Это аналог морской болезни. Из-за перераспределения жидкости и отсутствия привычного гравитационного вектора вестибулярный аппарат сходит с ума, что может провоцировать тошноту и потерю аппетита.
3. Космическая медицина лечит на Земле. Технологии, разработанные для космонавтов, помогают обычным людям. Например, вакуумный костюм, созданный для борьбы с перераспределением крови на орбите, сейчас используется в больницах для тренировки сосудов у лежачих больных и пациентов после инсультов.
Выход Алексея Леонова 61 год назад показал, что человек может существовать за пределами родной планеты. Сегодняшние исследования на МКС объясняют, как именно это происходит на молекулярном уровне, приближая эру, когда полет на Марс станет таким же обычным делом, как работа на орбитальной станции.
