На этих факторах следует остановиться подробнее. Наиболее необычным (по сравнению с земными условиями) фактором, воздействующим на организм человека, является невесомость. Ожидалось, что именно этот фактор, при достаточно длительных полетах может оказаться непреодолимым, если не создавать искусственную гравитацию, например, вращением корабля или космической станции, что технически возможно, хотя и связано с рядом серьезных конструктивных проблем. Однако анализ многочисленных космических полетов позволил установить, что невесомость не является единственным или достаточно серьезным фактором риска, хотя и приводит к определенным негативным реакциям, проявляющимся в дезориентации в пространстве, в возникновении симптомов космической болезни движения, в индивидуальных психических реакциях космонавтов.
Необходимо подчеркнуть, что состояние невесомости, наступает вслед за предшествующими, весьма значительными перегрузками ускорения, связанными с процессом вывода корабля на расчетную орбиту. Такая комбинация, вначале резко нагружающая отолитовый и проприоцептивный аппарат человека, а затем освобождающая рецепторы от привычных гравитационных нагрузок, несомненно, оказывает дестабилизирующее воздействие на всю систему, управляющую координацией движений, распределением мышечных и суставных усилий и в конечном итоге может привести к нарушениям профессиональной деятельности космонавта, если механизмы адаптации не компенсируют возникшие негативные реакции организма. Вполне обоснованно предполагалось, что при длительной невесомости отолиты, состоящие из углекислого кальция, могут раствориться или выйти из отолитовой мембраны, отдельные волосковые клетки могут атрофироваться, что приведет к функциональной или даже к морфологической деградации их со всеми вытекающими последствиями. Предполагалось, что пороги чувствительности отолитовых органов также могут возрасти или, напротив, резко снизиться, что не замедлит сказаться на зрительно-пространственной ориентации, потере мышечного тонуса, силы, координации движений и в конечном итоге, скажется на способности выполнять необходимую работу.
Тем не менее, было установлено, что адаптация к состоянию невесомости наступает (с учетом индивидуальных реакций) уже в течение нескольких суток полета и практически не является серьезной перестройкой систем организма, способной вызвать резко отрицательные, опасные для здоровья и жизни реакции, со стороны лабиринтно-отолитового и проприоцептивного аппаратов.
Однако такие нарушения в системе поддержания гомеостаза, как умеренное уменьшение общего объема крови, уменьшение общей массы эритроцитов, некоторое уменьшение (причем сугубо индивидуально) массы тела, деминерализация костей вследствие потери кальция, хотя и коррелируют в некоторой степени с результатами экспериментов по гиподинамии, все же не могут однозначно говорить о ведущей роли фактора невесомости в возникновении и проявлениях этих нарушений. Специалисты считают, что эти нарушения возникают скорее всего в результате всего комплекса факторов космического полета и зависят от его конкретных особенностей (параметров) одним из которых является, несомненно, длительность полета. Во всяком случае, данные, полученные в результате 14-месячного полета врача-космонавта В.В. Полякова, дали науке и практике буквально бесценный материал для анализа и прогнозов.
Выше мы уже отмечали, что факторы риска в космическом полете можно разделить на экзогенные и эндогенные. При этом эндогенные факторы, определяемые в сущности соотношением устойчивости и пластичности адаптационно-защитных сил организма, в определенной мере могут зависеть и от ряда экзогенных факторов космического полета, вызывающих напряжение регуляторных систем.
Схема 39
Факторы, определяющие уровень гомеостатических реакций организма
Среди многочисленных эндогенных факторов можно выделить в качестве основных групп такие, как напряжение регуляторных систем организма, снижение уровня функциональных резервов и проявления скрытых патологий.
Схема 40
Формирование системы экстремума под воздействием эндогенных факторов
При этом вполне очевидно, что напряжение регуляторных систем, вызванное всем комплексом экстремальных факторов космического полета, снижает уровень функциональных резервов организма, что в свою очередь может привести к еще большему напряжению регуляторных систем, т.е. возникновению своеобразной положительной связи между этими процессами, в результате чего происходит включение дополнительных и резервных возможностей организма, что при определенных условиях может привести к развитию стресс-синдрома и в результате – срыву адаптационно-защитных сил организма. При этом вполне реально проявление скрытых ранее патологий, что само по себе чревато серьезными нарушениями в условиях космического полета и может поставить под угрозу не только срыв программы полета, но и здоровье, и жизнь космонавта или всего экипажа.
Еще в 60-х годах прошлого столетия основоположники отечественной школы космической медицины академики В.В. Парин и О.Г. Газенко разработали концепцию, согласно которой система кровообращения рассматривалась, как индикатор адаптационных реакций целостного организма. Дело в том, что сердечнососудистая система и кровь являются универсальным связующим звеном всех, в том числе и адаптационно-защитных механизмов, протекающих во всех клетках, тканях и органах организма человека. Нейроэндокринные механизмы регуляции гомеостаза складываются из взаимозависимости и взаимосвязи гормональной сферы и вегетативных, симпатических и парасимпатических влияний на важнейшие органы и системы организма, в том числе и на динамику сердечных сокращений в зависимости от различных, в том числе и экстремальных воздействий на организм, что как раз и характерно для космических полетов.
Так, например, было установлено, что такие параметры сердечной деятельности, как частота пульса, вариабельность ритма, изменение мощности дыхательных волн, систолический объем, значительно меняются в различные фазы полета.
Таблица 3
Результаты анализа вариабельности сердечного ритма у космонавта К. на разных участках космического полета
*Умеренное отклонение значения показателя от нормы.
**Выраженное отклонение значения показателя от нормы.
Из сравнительного анализа данных, приведенных в табл. 3, следует, что у космонавта отмечается значительный рост мощности медленных волн 1-го порядка и некоторое снижение мощности спектра медленных волн 2-го порядка, что характерно (в условиях невесомости) для активации вазомоторного центра вследствие перераспределения крови в верхние отделы тела, повышенного наполнения малого круга кровообращения и сосудов головы.
В условиях невесомости практически отсутствует гидростатическое давление крови, что формирует совершенно иную (по сравнению с обычными условиями) ситуацию для систем, регулирующих артериальное давление. При этом вазомоторный центр находится в условиях постоянного напряжения, что проявляется и через 48 ч полета, и на 126-е сутки полета.
Комплексные факторы космического полета влияют также и на водно-солевой баланс (гомеостаз) организма, в частности на поддержание концентрации кальция, натрия, калия. В приводимой табл. 4 представлены данные из монографии А.И. Григорьева и Р.М. Баевского «Здоровье и космос. Концепция здоровья и проблема нормы в космической медицине» (2001).
Таблица 4
Концентрация ионов в сыворотке крови космонавтов до и после длительных космических полетов
Как следует из данных таблицы, у космонавтов, совершивших длительный космический полет, в послеполетный период концентрация натрия не изменилась, содержание калия незначительно уменьшилось, а содержание кальция существенно увеличилось. Как уже указывалось выше, в состоянии невесомости кровь и лимфа перераспределяются преимущественно в краниальном направлении. Сосудистые интерорецепторы реагируют на эти сдвиги, воспринимая их, как избыток жидкости в организме, что вызывает соответствующие адаптивные реакции сердечнососудистой системы, эндокринной системы и почек, направленные на удаление из организма «избытка» жидкости и солей. В итоге в организме формируется новый уровень нормы физико-химических показателей, характерный для условий невесомости.
Регуляция водно-солевого обмена обеспечивается нейро-эндокринными механизмами, изменяющими уровень содержания гормонов в жидкостях организма.
Из данных, представленных в табл. 5 следует, что после полета у космонавтов концентрации альдостерона, вазопрессина, паратгормона и кортизола существенно возрастают. Отмечается и увеличение значения коэффициентов вариации данных показателей. Здесь следует подчеркнуть, что изменения концентрации электролитов (см. предыдущую табл. 4) находятся в пределах ±10%, в то время, как концентрация гормонов увеличивается на 40 – 140%.
