10.2.8. Действие на организм факторов космического полета

При космических полетах нарушается прочно закрепленное в эволюции влияние силы земного тяготения на строение, метаболизм, функции, двигательную активность, поведение и пространственную ориентировку живых организмов, особенно человека. Всегда возникают феномены «неупотребления» и «атрофии от бездействия» и развивается невесомость.

Космические полеты делят на длительные (более 1 месяца, квартала, года) и кратковременные (менее 1 недели, месяца).

Патогенные факторы космического полета можно разделить на не­сколько групп.

На динамическом участке полета, (при старте и приземлении космического корабля) человек подвергается действию перегрузок, вибрации, шума, высокой температуры. В условиях космического полета изменения физиологических функций проявляются рядом закономерно развивающихся симптомокомплексов, обусловленных главным образом, невесомостью и гиподинамией, а также изоляцией, ограничением жизненного пространства и движений, особенностями микроклимата, теплового режима, питания, большого эмоционального напряжения и, в целом, жизнедеятельности космонавта. В аварийных же ситуациях, особенно в случаях разгерметизации космического корабля или скафандра, возможно развитие взрывной декомпрессии, резко выраженных гипоксии, охлаждения, облучения и метеорного воздействия.

Начальная фаза полета (первая неделя) проявляется преимущественно:

• субъективными проявлениями, связанными с перераспределением жидкостей в различных биосекторах организма;

• космической формой болезни движения, проявляющейся изменением общего характера двигательной активности и координационной структуры двигательных актов и развивающейся примерно у половины лиц, впервые совершающих космические полеты.

Длительные космические полеты характеризуются стойким изменением:

• двигательного аппарата, мышечной системы механизмов их регуляции,

• гемодинамики и механизмов ее регуляции с развитием детренированности сердеч но-сосудистой системы,

• количества эритроцитов в крови и механизмов их регуляции (с развитием функциональной эритроцитопении),

• кальциевого метаболизма, минеральной насыщенности костей и механизмов их регуляции,

• водно-солевого обмена и механизмов его регуляции,

• гормонального статуса организма,

• иммунологической реактивности организма в сторону ее снижения.

10.2.8.1. Ведущие патогенные и патогенетические факторы космического полета

На динамическом участке космического полета ведущим патогенным фактором является перегрузка. Перегрузка - это сила, действующая на организм во время движения с ускорением. В зависимости от характера движенияразличают прямолинейные и радиальныеперегрузки, а от отношения к продольной оси тела -поперечные и продольные перегрузки.

Ведущим в механизме действия перегрузок является смещение органов и жидких сред в направлении, обратном движению. Если действие перегрузок совпадает с продольной осью тела, то резкое и опасное для жизни перераспределение крови происходит в системе мозгового кровообращения. В одних случаях это переполнение кровью сосудов головного мозга и кровоизлияния, в других - ишемия различных участков мозговой ткани.

В космических полетах тело космонавта ориентировано по отноше­нию к движению таким образом, чтобы действие перегрузок не совпада­ло с продольной осью тела, а было направлено поперечно. Показано, что поперечные перегрузки переносятся легче, чем продольные. Однако и в этом случае возможны патологические изменения в органах, особенно в легких. Если действие силы имеет направление грудь-спина, то вентральные отделы легких обескровливаются, а дорсальные переполняются кровью. Положение осложняется тем, что легочные альвеолы, расположенные дорсально, спадаются, а альвеолы, расположенные вентрально, патологически расширяются. Кроме того, космонавт испытывает более или менее сильное давление на грудную клетку. Сочетание этих факторов при­водит к нарушению внешнего дыхания и кровообращения в легких, нарушению газообмена и кислородному голоданию.

Не менее важным является смещение и деформация внутренних органов и раздражение интерорецепторов. Чрезмерная афферентная импулъсация вызывает патологическое раздражение и нарушение регуляторной деятельности центральной нервной системы.

К важным патогенетическим факторам перегрузок относятся также различные виды гипоксии, изменения нейро-эндокринной и иммунной регуляции, стрессорные реакции, затруднения лимфооттока, расстройства микроциркуляции, разрывы сосудов и клеточных мембран, в том числе лизосом, отеки, дистрофические и структурные нарушения клеточно-тканевых структур.

Степень описанных изменений зависит от величины перегрузки, времени ее действия, тренированности космонавта и др.

При кратковременных и, особенно, длительных космических полетах ведущим патогенным фактором является невесомость. Невесомость – специфическое состояние организма, при котором на тело не воздействуют значительные гравитационные силы, или они уравновешены инерционными силами. В патогенезе возникающих разнообразных изменений в организме при его невесомости основное значение имеют отсутствие весовой нагрузки на костно- мышечную систему, снижение и изменение функции афферентных систем, а также нарушения распределения жидкости и электролитов в организме. Благодаря невесомости в полете возникают различные адаптивные изменения, направленные на установление адекватных взаимоотношений организма космонавта с комплексом «пониженных требований» окружающей среды.

В моделировании состояния невесомости в наземных условиях есть немалые трудности. В этих условиях невесомость может воспроизводится путем погружения человека или животного в бассейн с жидкостью, плотность которой равна средней плотности тела. Однако гравитационные рецеп­торы внутренних органов при этом не выключаются, а значит имитация неве­сомости является неполной.

В настоящее время накоплен достаточный опыт длительных космических полетов, выяснены как основные, возникающие в организме космонавтов патологические нарушения в условиях невесомости, так и доказана возможность надежного приспособления человека к этому состоянию.

В динамике невесомости выделяют три основных периода: 1) острой реакции, 2) адаптации, 3) устойчивых патологических изменений.

Период острой реакции, состоящей из трех компонентов - чувствительного, двигательного и вегетативного. Нарушения чувствительности выражаются в дезориентации, иллюзорных ощущениях, головокружениях. Двигательные расстройства проявляются нарушениями точности, силы и координации движений (это состояние получило название космической формы болезни движения). Среди вегетативных нарушений выявляются тошнота, рвота, слюнотечение, неустойчивость пульса и артериального давления (это состояние получило название космической формы укачивания).

В основе развития данных расстройств лежит нарушение функции различных анализаторов, возникающих из-за извращенной афферентации с рецепторных зон, главным образом, преддверно-улиткового органа, кожи, органа зрения, а также с рецепторов проприоцептивной чувствительности. Одновременно выявляются расстройства деятельности нервных центров, особенно регулиру­ющих вегетативные функции, (в частности повышается лабильность центров кровообращения и дыхания). Эти явления непродолжительны, они вскоре проходят, далее наступает период относительного приспособления к невесомости.

Адаптация к невесомости заключается в активной перестройке ряда систем на новый уровень функционирования. Значительные изменения отмечаются в системе кровообращения. В результате выпадения гидростатического компонента артериального давления происходит перераспределение крови с увеличением кровенаполнения сосудов верхней половины туловища.

Особое влияние оказывает невесомость на состояние костно-мышечных тканей (Схема 10-1)

Непосредственные эффекты перемещения жидких сред организма в условиях космического полета проявляются: ощущением прилива крови к голове, отечностью лица, гиперемией склер, переполнением и растяжением яремных и височных вен, вен кожи головы и лба.

Раздражение волюморецепторов, торможение выделения вазопрессина и альдостерона приводит к перестройке водно-электролитного обмена (усиленному выделению натрия и воды через почки). Объем циркулирующей крови уменьшается, нагрузка на сердце снижается, частота сердечных сокращений увеличивается при сохранении ударного объема. Такая перестройка кровообращения оценивается как разгрузочная. Ей способствует снижение энергозатрат в организме, так как исключаются мышечные усилия на преодоление силы земного притяжения.

Схема 10-1