<<< Другие доклады

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем

Доктор медицинских наук, профессор А.Д. ЕГОРОВ

Москва
ОКТЯБРЬ 2001

“Цель медицины – действие, а не ожидание.
Опасность ошибиться в диагнозе всегда велика,
но еще опаснее рисковать жизнью больного,
оставив его без лечения”.

Клод Бернар, французский физиолог (1813-1878)

ВВЕДЕНИЕ

Пилотируемая космонавтика ведёт отсчет от первого полёта человека, который впервые в мире был совершён гражданином СССР Ю.А.Гагариным 12 апреля 1961 года. Длительность этого полёта составила 100 мин. В дальнейшем были выполнены многочисленные кратковременные пилотируемые КП на кораблях “Восток”, “Восход” и “Союз” длительностью от одних до 18 суток. Проведенные в этих полётах медицинские исследования показали принципиальную возможность безопасного пребывания человека в условиях кратковременных полетов и активной внекорабельной деятельности (ВКД). Типичные реакции космонавтов в условиях микрогравитации проявлялись развитием космической болезни движения, изменением некоторых показателей сердечной деятельности и непродолжительным нарушением координации движений [Сисакян, 1964; 1965; Акулиничев, 1965; Егоров и соавт., 1976]. Картина послеполетных нарушений включала снижение устойчивости к физическим и ортостатическим воздействиям, нарушения координации движений и регуляции вертикальной позы, снижение массы тела, уменьшение объема плазмы крови и эритроцитарной массы. Анализ результатов послеполётных обследований выявил отчетливую тенденцию к нарастанию глубины изменений в зависимости от длительности полетов. После полета продолжительностью 18 суток эти изменения были практически значимыми [Газенко, 1984]. Стало очевидным, что для дальнейшего увеличения длительности полетов необходимо дополнить оперативный медицинский контроль периодическими углубленными обследованиями космонавтов и внедрить систему профилактических мероприятий, снижающих воздействие микрогравитации и облегчающих реадаптацию человека к земным условиям. Эти системы были разработаны и реализованы на орбитальных станциях “Салют” и “Мир”, что позволило осуществить космические полёты длительностью до 14,2 месяцев.

В комплексе мероприятий, обеспечивающих безопасность экипажа в длительных космических полётах (ДКП) важная роль принадлежит медицинскому контролю (МК) состояния космонавтов. Как известно, космические миссии сопровождаются рядом закономерно возникающих изменений в организме человека под влиянием факторов полета, а также может иметь место развитие неблагоприятных состояний, связанных с работой космонавтов и нарушением функционирования систем жизнеобеспечения или с другими аварийными и нештатными ситуациями. Кроме этого, в условиях космических полётов (КП) возможно развитие ряда заболеваний, что имело место в кратковременных и длительных полетах. Основной целью медицинского контроля в самом общем виде является оценка здоровья космонавтов на всех этапах ДКП, выявление изменений функционального состояния организма, а также диагностика неблагоприятных состояний и заболеваний, которые могут развиться в полёте.

В настоящем сообщении подробно рассматриваются и анализируются симптомокомплексы изменений, развивающиеся в основных системах организма во время ДКП, принципы и общие подходы к диагностике неблагоприятных состояний и заболеваний, а также методология проведения медицинского контроля в космических полётах.

Результаты медицинских обследований, полученные в полёте, сравниваются с данными предполётных обследований и с нормативами для изучаемых показателей. Очевидно, что существование человека в определенной экологической и социальной среде или его деятельность в экстремальных условиях вызывают широкие вариации ряда жизненно важных показателей, что делает недостаточным понимание нормы как средне- статических оценок показателей состояния здоровья. В общефизиологическом понимании нормальным является такое состояние организма, при котором последний находится в динамическом равновесии с внешней средой, что достигается за счет компенсаторно-приспособительных реакций, оформившихся в процессе фило- и онтогенеза (Давыдовский, 1969). Норма - это интервал, в пределах которого колебания психофизиологических процессов удерживают живую систему на уровне функционального оптимума, в пределах которого организм не переходит на патологический уровень саморегуляции (Корольков, Петленко, 1981).

Под нормальным понимается также…"состояние утонченного физиологического баланса или гомеостаза, в терминах химических, физических и функциональных процессов, поддерживаемых комплексом механизмов, недостаточно понятных во всей их полноте…” [The New Encyclopedia Britanica, Macropedia, 1987]..

Применительно к задачам МК особое значение приобретает получение данных об индивидуальной норме каждого члена экипажа с учетом неповторимого своеобразия каждого из них. Эта задача может быть реализована путем статистического анализа результатов медицинских обследований и наблюдений космонавтов, проводимых в процессе отбора, подготовки и исследований на различных стендах.

Понятие здоровье, как и нормы, не имеет однозначного определения. Это связано не только с большими индивидуальными колебаниями физиологических показателей, но и с многочисленными факторами, оказывающими влияние на организм. В соответствии с А.И. Воложиным и Ю.К. Субботиным [1994] “Понятие здоровый организм определяется целым комплексом функциональных проявлений - признаков, свидетельствующих о соответствии структурных и функциональных связей условиям внешней среды, допускающих в некоторых пределах нормы сохранять возможность приспособления организма к среде при случайных изменениях в ней. Признаки при этом могут меняться в пределах нормы”.

С точки зрения медицинского контроля здоровье членов экипажа в КП определяется следующими признаками: способностью адекватно приспосабливаться и противостоять воздействию микрогравитации и других неблагоприятных факторов КП; отсутствием каких-либо патологических изменений, болезненных проявлений и повреждений при сохранении достаточной физической и профессиональной работоспособности, необходимой для выполнения программы полета; сохранением функциональных резервов, обеспечивающих проведение автономных операций, поддержание работоспособности и жизнедеятельности на месте посадки (в случае несвоевременного прибытия группы поиска) и позволяющих реадаптироваться к земным условиям с восстановлением развившихся изменений в организме без отдаленных последствий.

Любое отклонение от нормы, включая структурные и функциональные проявления заболеваний, могут быть определены термином патология.

Патологический процесс, более общая категория по сравнению с болезнью, определяется как закономерно возникающая в организме последовательность реакций на повреждающее действие патогенного фактора [Лосев, 1982]. Простейшая форма патологического процесса - это патологическая реакция, возникающая в ответ на действие патологического раздражителя и приводящая к нарушению гомеостаза. Патологическое состояние - относительно устойчивое отклонение от нормы, имеющее отрицательное значение для организма. По П.В. Веселкину [1976] “Болезнь - это жизнь, нарушенная в своем течении повреждением структуры и функции организма под влиянием внешних и внутренних факторов при реактивной мобилизации в качественно своеобразных формах его компенсаторно-приспособительных механизмов; болезнь характеризуется общим или частичным снижением приспособляемости к среде и ограничением свободы жизнедеятельности больного”. С точки зрения кибернетики болезнь определяется как "Состояние неустойчивости режима саморегулирующейся системы, возникающее вследствие чрезмерных или необычных внешних воздействий или в результате дефектов в собственных программах” [Амосов,1964]. Болезнь может быть также определена как "повреждение нормального состояния организма, которое нарушает или модифицирует его жизненные функции" [The New Encyclopedia Britannica, Micropedia, 1987], или это "отклонение от нормального физиологического состояния, достаточное, чтобы вызвать явные симптомы”. Основываясь на дефинициях, приведенных выше, и предложенных рядом других авторов, сформулированы основные общие признаки болезни применительно к диагностике в КП [Grigoriev, Egorov,1997] (табл.1).

Таблица 1. Основные общие признаки болезни

Нарушение работоспособности и/или снижение социально-полезной деятельности при возможном наиболее длительном сохранении профессиональной работоспособности

Характерный (типовой) набор симптомов

Изменения основных функций организма (реактивности, метаболизма, обмена энергии, процессов адаптации и т.д.)

Изменения структуры клеток определенных органов и систем

Объективное снижение приспособляемости организма человека к непрерывно меняющимся условиям внешней среды

Нарушение гомеостатических регуляторных механизмов, сопровождающееся нарушением адекватного взаимодействия организма с окружающей средой

Качественное изменение активации компенсаторно-приспособительных механизмов

Ограничение свободы жизнедеятельности

Невесомость или, более точно, микрогравитация, по современным представлениям оказывает наиболее существенное влияние на организм человека во время полетов на орбитальных станциях, имеющих герметические жилые отсеки достаточно большого объёма с составом атмосферы, близким к земному, и трасса которых проходит ниже радиационных поясов Земли. Функциональные сдвиги, развивающиеся под влиянием микрогравитации в организме человека, представляют собой сочетание специфических изменений, обусловленных физической природой этого фактора, а также вторичных проявлений, связанных с адаптивными реакциями [Газенко, Егоров, 1984 Газенко, Григорьев, Егоров, 1990; Grigoriev, Egorov, 1991; 1996].

Основное звено (первичный компонент) в механизме влияния микрогравитации состоит в устранении веса тела и, как следствие, гравитационно-зависимых деформаций и механического напряжения структур организма [Коваленко, 1974]. Это первичное звено вовлекает в процесс вторичные (ведущие) механизмы, к которым относится изменение сенсорного входа с гравирецепторов, устранение гидростатического давления жидких сред организма и снятие весовой нагрузки на опорные структуры и мышечную систему с развитием рефлекторной гипотонии антигравитационных мышц. В дальнейшем происходит включение всей цепи причинно-следственных отношений, приводящих к изменению физиологических функций.

Изменение сенсорного входа в условиях микрогравитации проявляется уменьшением афферентной импульсации и изменением её соотношения с различных групп гравирецепторов. Эта гипотеза подтверждается, во-первых, теоретическим анализом, основанным на общих принципах сенсорной физиологии и результатах исследования сенсорных, в частности, проприоцептивной и отолитовой, систем в космических полетах, [Газенко, Григорьев, Егоров, 1985, 1987, 1990]; во-вторых, исследованиями в условиях водной иммерсии, выявившими уменьшение импульсной активности проприоцепторов мышц [Mano et al., 1985]). Показано, что в микрогравитации развивается функциональная деафферентация отолитового и дезактивация опорного входов, а также снижается активность проприоцепиоров мышц вследствие торможения тонических мышечных механизмов [Kozlovskaya et al., 1988; 1990; Kornilova, 1996].

Изменение сенсорного входа и дефицит проприоцептивной информации неизбежно приводят к нарушению взаимодействия сенсорных систем, что является причиной развития космической болезни движения (КБД) и глубоких изменений в функционировании систем управления движениями. Развитие КБД, сопровождающееся преобладанием ваготонических реакций, а также функциональная деафферентация отолитов, вероятно, способствуют уменьшению сосудистого тонуса.

Механизмы перераспределения жидких сред. В настоящее время общепризнанно, что устранение гидростатического давления (ГД) сопровождается перераспределением жидких сред (ЖС) организма. Первоначально устранение ГД, вероятно, вызывает противоположные изменения деформации сосудов и окружающих их тканей, соотношения капиллярной фильтрации и абсорбции в областях, расположенных выше и ниже гидростатической индифферентной точки (ГИТ). Эта точка расположена в горизонтальной плоскости на 5-10 см ниже диафрагмы. Она характеризуется постоянным уровнем гидростатического давления крови, не зависящем от положения тела в пространстве.

В условиях Земли стенки вен нижних конечностей, растянутые кровью, имеют более высокое напряжение, чем стенки вен шеи и головы, находящиеся в спавшемся состоянии. Этот градиент эластических сил стенок вен, расположенных выше и ниже ГИТ, вызывает в микрогравитации выталкивание и перемещение крови из вен нижних конечностей в верхнюю часть тела.

Изменения равновесия Старлинга, характеризующиеся уменьшением трансмурального капиллярного давления и увеличением перехода интерстициальной жидкости во внутрисосудистое пространство в областях ниже ГИТ, и противоположными изменениями в вышележащих областях, вызывает перемещение ЖС из ног в верхние части тела.

Прямые эффекты перемещения ЖС. Эти эффекты проявляются у космонавтов отёком тканей в области шеи и головы, ощущением заложенности в носу и переполнения кровью головы. По данным зхокардиографического исследования в первый день полёта выявлено увеличение конечно-диастолического объёма левого желудочка (КДО), ударного объёма сердца (УО) и минутного объёма кровообращения (МОК) [Pourselot et al., 1986; Prisk et al., 1993; Buckey, 1996]. На вторые сутки полёта эти показатели снизились по отношению к предполётному уровню. Объем ног в течение первого дня уменьшался по экспоненте и выходил на плато в течение 3-5 дней полёта [Charles et al.,1994].

Cрочные адаптивные реакции развиваются вследствие перемещения жидких (ЖС) сред в краниальном направлении. Вызываемое этим перемещением ЖС предполагаемое первоначальное увеличение объёма внутрисосудистой жидкости и увеличение объёмов сердца, выявленные в полётах, интерпретируются организмом как увеличение эффективного объема циркулирующей крови и сопровождаются включением срочных адаптивных механизмов [Газенко, Григорьев, Егоров, 1990; 1997; Grigoriev, Egorov, 1992]. В процесс вовлекаются депрессорные барорецепторные рефлексы с артериальных рефлексогенных зон, а также разгрузочные рефлексы [Парин, Меерсон, 1965; Черниговский и соавт, 1967] и рефлекс Генри-Гауэра с механорецепторов системы низкого давления. Перераспределение ЖС вызывает торможение ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, что в полёте у астронавтов “Спейс Шаттл” и “Спейслаб” проявлялось в 1-2 дня снижением содержания в крови ангиотензина-1 и альдостерона и увеличением АДГ [Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. Между тем, в условиях гипокинезии и водной иммерсии, когда исследования выполнялись максимально приближенно к началу воздействия, уровень АДГ в крови снижался, что соответствует теоретическим представлением [Газенко, Грирорьев, Наточин, 1986]. Под влиянием этих регуляторных механизмов уменьшается объём плазмы крови и межклеточной жидкости, происходит частичная потеря ряда электролитов, развивается тенденция к снижению сосудистого тонуса и диастолического артериального давления, часть крови депонируется во внутренних органах [Егоров и соавт., 1986; 1990; Атьков, Бедненко,1990; Григорьев, Егоров, 1997; Ларина, 2000; Leach Huntoon et al., 1994,1998]. Ультразвуковые исследования обнаружили общую умеренную гиповолемия, относительную гиповолемии нижних конечностей и гиперволемию в сосудах шеи и головного мозга [Arbeille, et al. 1990; 1992; Herault et al, 2000].

Отставленные гомеостатические реакции. Эти реакции вызываются развивающимися в процессе срочной адаптации сдвигами ряда констант циркуляторной системы и водно-солевого баланса. Они проявляются установлением сбалансированного притока крови к сердцу и нормализацией УО и МОК, увеличением активности ренин- ангиотензин-альдостероновой системы, тенденцией восстановления экскреции почками АДГ и натрия между 4-м и 8-м месяцами полета [Газенко, Григорьев, Бугров, 1990; Григорьев, Егоров, 1997]. Процессы деадаптации проявляются детренированностью сосудов голени, развитием функциональной эритроцитопении, снижением устойчивости космонавтов к гравитационным, физическим и ортостатическим нагрузкам. Комплекс сдвигов, развивающихся при длительном пребывании в микрогравитации, отражает новый уровень циркуляторного и водно-солевого гомеостаза.

Снятие в условиях микрогравитации весовой нагрузки на опорно-двигательный аппарат способствует уменьшению роли мышечного фактора в кровообращении, обуславливает устранение или снижение опорной нагрузки и уменьшение функциональной нагрузки на мышечную систему [Григорьев, Егоров, Козловская, 1999].

Опорная разгрузка и функциональная недогруженность мышц в условиях микрогравитации является триггерным механизмом, вызывающим снижение тонуса антигравитационных мышц (АМ), которое проявляется уменьшением их поперечной жесткости, тесно коррелирующей со снижением силовых характеристик мыщц [Kozlovskaya et al., 1988]. У космонавтов под влиянием условий микрогравитации снижается активность позно-тонической мускулатуры и тонуса мышц-экстензоров нижних конечностей, в частности голени, развивается их атрофия и уменьшаются силовые характеристики. Эти изменения, вероятно, снижают экстрамуральное мышечное противодавление на сосуды ног и способствуют увеличению растяжимости вен голени.

Развитие метаболических изменений в скелетно-мышечной системе может быть связано со снижение нагрузки на опорно-двигательный аппарат [Коваленко, Касьян, 1990; Grigoriev, Egorov, 1992]. Эти процессы в ДКП проявляются: повышением белкового катаболизма, отрицательным балансом азота и увеличением экскреции некоторых аминокислот, таких как креатинин, саркозин, 3-метилгистидин, гидроксипролин, с одновременным изменением активности ряда гормонов [Leach Huntoon et al., 1996]. Обнаружено также снижение способности к депонированию калия в мышечной и кальция в костной ткани, что проявляется увеличением их потерь, отрицательным балансом кальция и снижением положительного баланса калия [Газенко, Григорьев, Наточин, 1986; Leach, Rambaut, 1977; Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998].

Снижение тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования и уменьшение степени сопряжения дыхания с фосфорилированием в мышцах крыс после 18-22-суточных полетов на биоспутниках [Буравкова, Маилян, 1988] указывает на возможность увеличения потребления О₂ и кислородного долга без адекватного увеличения энерготрат.

Комплекс изменений физиологических характеристик мышц и метаболических нарушений, преобладание в костной ткани остеокластических процессов с потерей минеральных компонентов и развитием остеопении [Oganov, Schneider, 1996] свидетельствуют, что в условиях микрогравитации изменяются как физиолого-биохимические, так структурные и энергетические характеристики гомеостаза в костно-мышечной системе, что приводит к утрате ряда свойств и качеств, приобретенных человеком в процессе эволюционного развития [Газенко, 1984].

Во время ДКП медицинский контроль направлен, в первую очередь, на оценку состояния здоровья, выявление и диагностику неблагоприятных состояний, связанных с влиянием факторов космического полета, а также заболеваний, в случае их возникновения, возможных повреждений при проведении различных работ (травмы, ожоги, поражения электрическим током и др.) и нарушений здоровья при аварийных ситуациях (выход из строя систем жизнеобеспечения, частичная разгерметизация жилых отсеков и т.д.).

Выполненные во время ДКП медицинские исследования показали, что человек достаточно хорошо приспосабливается и эффективно работает в условиях невесомости длительностью до 14,2 месяцев. Вместе с тем, был выявлен ряд типичных изменений в основных системах организма, развивающихся при длительном пребывании в микрогравитации. В целом, симптомокомплексы этих изменений могут, особенно при недостаточно полном и рациональном использовании средств профилактики, вызывать дискомфортные ощущения, снижение работоспособности и резервных возможностей организма космонавтов и приводить к развитию неблагоприятных состояний.

Сердечно-сосудистая система. Электрокардиографические исследования выявили у некоторых космонавтов более частые сердечные аритмии, чем это имело место при исследованиях до полета, что особенно проявлялось во время физических и эмоциональных нагрузок и при выполнении внекорабельной деятельности. Обнаружены также во время некоторых полётов сдвиги фазы реполяризации (снижение амплитуды зубцов Т на ЭКГ и, в единичных случаях, появление двухгорбых, двухфазных и отрицательных зубцов Т [Егоров и соавт., 1986; 1990]. Гемодинамические изменения в покое характеризовались нормализацией или некоторым снижением УО и МОК; снижением тонуса магистральных сосудов, диастолического АД и удельного периферического сопротивления; увеличением растяжимости и снижением давления в венах голени; перераспределением пульсового кровенаполнения и тонуса сосудов в различных областях тела и венозным застоем во внутренних органах; признаками снижения ортостатической устойчивости и физической работоспособности и снижением толерантности к гравитационным нагрузкам [Егоров и соавт., 1986; 1990; Турчанинова и соавт., 1990; Котовская, Вартбаронов, 1997].

Ультразвуковые исследования выявили признаки: общей умеренной гиповолемии; относительной гиповолемии и снижения резистентности сосудов ног; гиперволемии в цервико-цефалическом регионе; снижения ортостатической устойчивости [Arbeille, 1990, 1996, Herault, 2000]; венозного застоя во внутренних органах [Атьков и соавт., 1989].

Выявленные изменения повышают риск возникновения неблагоприятных реакций, особенно при недостаточном или нерациональном использовании средств профилактики. В числе этих возможных неблагоприятных изменений - выраженные нарушения сердечного ритма при эмоциональных и физических нагрузках, значимое снижение физической работоспособности, развитие преколлаптоидных или коллаптоидных нарушений под влиянием воздействия ОДНТ во время полёта, а также в раннем реадаптационном периоде при принятии вертикальной позы или проведении ортотестов.

Водно-солевой обмен. Изменения водно-солевого обмена в ДКП проявлялись: развитием гипогидратации и уменьшением объема плазмы крови; снижением содержания в крови натрия, хлора, осмолярности и увеличением концентрации кальция и фосфатов; увеличением выведения почками натрия, калия, хлора, кальция, фосфора и магния с установлением их отрицательного баланса [Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. Вместе с тем, на 8-м месяце у космонавтов в 237-суточном полете на станции "Салют-7" экскреция натрия и жидкости уменьшалась по отношению к уровню их потребления с пищей на фоне нормализации экскреции почками АДГ [Григорьев и соавт., 1991].

Нагрузочная проба с кальцием, проведенная в этом же полете на 116 и 222 сутки, сопровождалась увеличением содержания кальция в крови и его экскреции с мочой, активацией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Это свидетельствовало о сохранении специфической реакции на пробу в условиях ДКП. В 438-суточном полёте обнаружено прогрессирующее повышение почечной экскреции жидкости и ряда электролитов, в частности, двухвалентных ионов, по мере увеличения его продолжительности [Газенко, Григорьев, Егоров, 2001].

Выявленные в полёте сдвиги увеличивают риск изменений в других системах (нарушение ритма сердца, сократительных свойств мышц, развитие циркуляторного коллапса, уролитиаза, изменения фармакодинамики лекарств [Grigoriev, Egorov, Svetailo, 1998].

Исследование гормонов, участвующих в регуляция ВСО и сердечно-сосудистой системы. Результаты этих исследований представлены в обобщенном виде в следующих работах: [Григорьев и соавт, 1988; Ларина и соавт., 1998; Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. Гормональные изменения, связанные с адренокортикотропной системой, проявлялись: периодическим уменьшением ("Скайлэб") или отсутствием существенных изменений (438- суточный полёт) содержания АКТГ в плазме крови при одновременном увеличении уровня кортизола; отсутствием существенных изменений уровня в плазме АКТГ и кортизола (241-суточный полёт); увеличением или отсутствием существенных изменений содержания в крови катехоламинов (программы "Салют-7" и 438-суточный полёт); увеличением экскреции с мочой кортизола и суммарных кетостероидов ("Скайлэб"); отсутствие значимых изменений экскреции кортизола ("Салют-7", 241-суточный полёт на “Мире”) и катехоламинов ("Скайлэб", 237-суточный полёт) при одновременном снижении экскреции метаболитов катехоламинов (237-суточный полёт). Эти данные показывают, что микрогравитация не воздействует на организм как стрессорный стимул [Газенко, Григорьев, Егоров и соавт, 1990].

При исследовании гормональной регуляции ВСО обнаружено: уменьшение содержание в крови АДГ (“Салют-7”) и его увеличение во время 115- и 438-суточного полётов; уменьшение экскреции АДГ с мочой в 150-суточном полёте и в полётах по программе “Скайлэб” и его увеличение в 237- и 241- суточном полётах; увеличение содержания в плазме крови альдостерона в 438 - суточном полёте, отсутствие его изменений в полётах по программе “Скайлэб” и закономерное увеличение его экскреции с мочой; пики увеличения уровня в крови ангиотензина (“Скайлэб”) и активности ренина плазмы в (237- и 438-суточные полёты); уменьшение (115-суточный полёт) и выраженное снижение на всем протяжении 438-суточного полёта содержания в крови атриального натрийуретического пептида); существенное снижение (до границ чувствительности метода) на всем протяжении полёта уровня циклического гуанидинмонофосфата, являющегося внутриклеточным посредником действия АНП на клетки-мишени.

Двигательная система. При проведении теста на градацию усилий и позно-моторную координацию выявлено уменьшение скорости движений и отчетливая модификация стандартного паттерна мышечной активности, тенденция восстановления координационного паттерна позных синергий и постурального контроля на 193-е сутки полета [Grigoriev, Polyakov, Kozlovskaya et al., 1990]. Исследования по программе 438-суточного полёта (в 3-х полётах 126-438 суток) выявили снижение силовых показателей мышц-разгибателей и мышц-сгибателей голени в динамическом и статическом режимах [Козловская и соавт., 1998].

Послеполётные исследования показали увеличение чувствительности сенсорных, опорных и мышечных, входов; снижение тонуса, массы, силовых и скоростных характеристик и развитие атрофии антигравитационных мышц. Выявлено также нарушение межконечностных синергий и двигательного регулирования [Kozlovskaya, et al., 1988, 1990]. Нормализация (иногда не полная) функций двигательной сферы происходила в течение 1-2 месяцев после полетов. Упомянутые изменения могут способствовать повреждению связок и мышц, особенно при высоких физических нагрузках, снижению мышечной работоспособности, силы и точности движений, а при возвращению на Землю - нарушению регуляции вертикальной позы и локомоторной активности [Kozlovskaya, et al., 1988, 1990; Grigoriev, Egorov, Svetailo, 1998].

Вестибулярная и другие сенсорные системы. В начале космических полетов космонавтами отмечается ряд специфических аномальных сенсорных реакций: ориентационные иллюзии (в 98% случаев), головокружение (47%), затруднение при фиксации и прослеживании зрительных объектов в поле зрения (40%), вегетативная симптоматика (23-60%) [Kornilova, 1997]. Наблюдающиеся в период адаптации к микрогравитации отсутствие или инверсия статического отолитового рефлекса, спонтанный нистагм, нарушения фиксации взора, плавающие движения глаз, снижение точностных, скоростных и временных возможностей всех форм зрительного слежения, переход систем плавного слежения на стратегию саккадического аппроксимирования обусловлены изменениями вестибулярной афферентации, сенсорной дезинтеграцией и сенсорной депривацией - ослабление проприоцептивной афферентации, устранение “опоры” [Kozlovskaya et al.,1988, 1990]. По завершении адаптации отмечается снижение реактивности, вплоть до полной “ареактивности”, вестибулярного аппарата, свидетельствующее о снижении значимости вестибулярной афферентации и увеличение роли зрительного входа в формировании глазодвигательных ответов [Корнилова, 1998]. При длительном пребывании в микрогравитации отмечается чередование периодов адаптации и декомпенсации сенсорных систем, что имеет важное значение для диагностики и прогнозирования их состояния и решения вопросов о возможности выполнения космонавтами тех или иных профессиональных работ, особенно при выходе в открытый космос. Выявленные изменения в полёте вестибулярной и взаимосвязанных с ней сенсорных систем может снизить операторскую деятельность и работоспособность космонавтов, привести к развитию КБД, подавить жажду и усугубить дегидратацию организма. Кроме того, возможно развитие симптомов болезни движения и уменьшение работоспособности не только в полёте, но и в периоде реадаптации, что способствует снижению функциональных резервов организма.

Костная система. Наиболее закономерные именения костной системы после ДКП проявлялись остеопенией и перераспределением минеральной плотности (МП) костной ткани в виде её снижения в нижней части и повышения содержания минералов в верхней части тела. Отмечалось также снижение МП несущих весовую нагрузку тел позвонков и их дорсальных элементов, развитие в некоторых случаях вертебральной сегментарной гиперминерализации и установление отрицательного баланса кальция [Оганов и соавт., 1992; Григорьев и соавт.,1998, 2001; Оганов, Шнайдер, 1997]. Однаков 438-суточном полёте минеральные потери в проксимальных отделах бедра и поясничных позвонках не превышали изменений по сравнению 5-7 месячными полётами.

Особенность состояла в значительной потере костной массы грудного отдела позвоночника и более выраженном изменении в проксимальном отделе бедра, по сравнению с поясничным отделом позвоночника. Cнижение плотности костной ткани связываются в настоящее время с потерями организмом кальция и фосфора, которые в нормальных условиях депонируются в костях, а также с нарушением обмена вещества коллагеновой матрицы в несущих весовую нагрузку костях. Изменения скелетной системы в ДКП может увеличить риск возникновения костных переломов и нарушения их сращения, кальцификации и образование почечных камней, обызвествление мягких тканей и нарушения функции почек [Оганов, Шнайдер, 1997].

Метаболизм. Метаболические исследования проводились не только стандартными биохимическими методами, но также с использованием биохимического анализатора “Рефлотрон-4”, принцип которого основан на технологии “сухой” химии. С помощью анализатора “Рефлотрон-4” была обследована кровь 17 космонавтов, участвовавших в 6-ти длительных (от 25 до 438 суток) космических полётах (ДКП) [Markin et al.,1998]. Исследования белкового метаболизма в полётах по программе “Скайлэб” обнаружили отрицательный азотистый баланс, увеличение содержания в крови креатинина и уменьшение его клиренса; снижение экскреции мочевой кислоты и увеличение экскреции креатинина, саркозина и 3-метилгистидина. (Leach, Rambaut, 1977; Wedon et al., 1977). Исследования с помощью “Рефлотрон-4” не выявили заметных изменений измеряемых показателей белкового метаболизма (креатинин, мочевина, мочевая кислота) [Markin et al.,1998]. После полётов длительностью более 2-х месяцев снижался аминокислотный пул в крови и усиливалось выведение почками свободных аминокислот [Григорьев и соавт., 1990; Leach, Rambaut,1977; Grigoriev et al., 1992].

Изменения углеводного обмена в ДКП проявлялись: уменьшением (по истечении 4-5 недель полёта) концентрации глюкозы и уровня инсулина в крови [Leach Rambaut, 1977]; повышением содержание глюкозы и молочной кислоты на 119-124 сутки полета [Grigoriev, Kaplansky, Popova, 1992]. Исследования методом “сухой” химии обнаружили увеличение содержания в крови глюкозы на 1-ом месяце ДКП с последующей тенденцией к нормализации [Markin et al.,1998]. После полетов была обнаружена умеренная гипергликемия, накопление в крови недоокисленных продуктов (лактата и пирувата) и увеличение секреции инсулина [Grigoriev et al., 1992].

Липидный обмен. Исследования на 3-4 месяцах во время полетов 4-ой и 8-й экспедиций на станции "Мир выявили увеличение содержания холестерина в крови у 3-х из 6-ти космонавтов. В одном из этих полётов на 119-124 сутки несколько повышалось содержание в крови триглицеридов [Grigoriev et al., 1992]. С помощью “Рефлотрона” обнаружено увеличение на протяжении ДКП концентрации в крови общего холестерина, снижение фракции холестерина высокой плотности (ЛВП) и увеличение отношения ЛВП/ЛНП, что указывало на увеличение атерогенного риска [Markin et al., 1998].

Ферменты. Проведенное в КП исследование ряда ферментов методом “сухой” химии показало, что активность некоторых трасаминаз превышала предполетный уровень и возрастала с увеличением длительности полётов. Повышение активности трансаминаз может быть связано с необходимостью обеспечения субстратами реакций глюконеогенеза [Markin et al., 1998]. Активность гамма-глютаминтрансферазы и панкреатической амилазы существенно не изменялась. Активность креатинкиназы первоначально уменьшалась, а после 6-ти месяцев полёта имела тенденцию к нормализации, что могло быть связано с изменением активности метаболических процессов в мышцах.

Выявленные изменения метаболизма в полёте могут, в свою очередь, способствовать развитию мышечной атрофии, остеомаляции, атеросклеротических изменений, нарушений функции поджелудочной железы и увеличивать предрасположенность к заболеваниям печени [Grigoriev, Egorov, Svetailo, 1998] .

Cистема крови. Эритроцитарная реакция в полётах длительностью восемь месяцев и год проявлялась снижением содержания эритроцитов в единице объема крови, анизоцитозом и гипохромией, увеличением числа мишеневидных эритроцитов (до 31%) и овалоцитов [Каландарова и соавт., 1990]. Во время полётов трех экспедиций по программе 438-суточного полёта обнаружена фазовая реакция изменения числа эритроцитов у врача-космонавта (ВК) (снижение на 70-е и 160-е, нормализация на 310-е и повышение на 380-е сутки полёта) [Поляков и соавт.,1998].

Гематокрит в начальном периоде полёта увеличивался, а в дальнейшем снижался. Уменьшение концентрации гемоглобина зарегистрировано у всех космонавтов на 30 - 50 сутки. Это уменьшение, максимально выраженное на 95 - 115 сутки, сохранялось до окончания полетов. В крови увеличивалось число книзоцитов и сфероцитов у всех экипажей. Уменьшение числа аномальных форм эритроцитов происходило на 290-е и 430-е сутки полёта

Развивающийся в полёте синдром функциональной эритроцитопении может способствовать ухудшению кислородно-транспортной функции крови, усугублению синдромов физической и ортостатической детренированности, увеличению вероятности развития осложнений при заболеваниях и повреждениях.

Система иммунитета. Изменения основных показателей системы клеточного иммунитета проявлялись: снижением ФГА-реактивности Т-лимфоцитов при сохранении их пролиферативной активности; уменьшением активности Т-хелперов, их количественного показателя СД4⁺ и увеличением соотношения субпопуляций СД4+/СД8⁺, что является признаком Т-клеточной иммунологической недостаточности; снижением цитотоксической активности натуральных киллеров (НК), определяющих защиту против вирусных агентов и участвующих в элиминации дедифференцированных клеток; выраженным снижением способности НК "узнавать" клетки-мишени и образовывать с ними прочные коньюгаты [Константинова, 1988; 1997]. Гуморальный иммунитет существенно не изменялся. Факторы риска, связанные с изменением системы иммунитета в ДКП, включают повышение вероятности развития инфекционных заболеваний, а также более тяжелое течение септических процессов, в случае их возникновения.

Влияние факторов полёта и стресс. Известно, что микрогравитация является основным фактором, вызывающим во время космического полета развитие в организме человека закономерных изменений со специфическими чертами, выражающимися четко очерченными симптомокомплексами [Газенко,Григорьев, Егоров, 1990]. Для каждого из развивающихся под влиянием условий полета состояний, снижающих резервные возможности организма, что наиболее четко проявляется после возвращения на Землю, имеются характерные признаки или симптомы. Наряду с этим, возможно одновременное развитие неспецифических реакций, характерных для многих состояний или заболеваний.

При воздействии неблагоприятных факторов среды, вначале в процесс вовлекается симпатоадреналовая система, а в дальнейшем - гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, длительно поддерживающая неспецифическую защитную стресс-реакцию [Gelhorn, Luthbourrow, 1963].

Как известно, к гормональным коррелятам стресса относятся АКТГ, кортизол, АДГ, гормон роста, тиротропин, адреналин и норадреналин [Mills, 1985]. Концентрация ряда из этих гормонов в плазме крови иногда увеличивается во время полётов, но степень и длительность этого увеличения вариабельна и, по-видимому, зависит от длительности полета, физической активности и других факторов [Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. В длительных полётах не выявлено увеличения АКТГ в плазме крови, хотя кортизол плазмы и мочи был увеличен [Григорьев и соавт., 1988; Leach, Rambaut, 1977; Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. Уровень гормона роста в плазме крови существенно увеличивался у членов экипажа “Скайлэб” только в первые 3-4 дня полета. Что касается катехоламинов, то содержание их в плазме крови увеличивалось в конце 237-суточного полёта. Однако экскреция с мочой адреналина и норадреналина соответствовала предполётному уровню, а выведение с мочой продуктов метаболизма катехоламинов уменьшалась [Kvetnansky et al., 1988].

Таким образом, совокупность данных, полученных в ДКП, свидетельствует, что длительное пребывание человека в условиях микрогравитации не сопровождается постоянными стрессорными реакциями [Leach Huntoon, Grigoriev, Natochin, 1998]. Однако на некоторых наиболее ответственных участках полета (выведение на орбиту, внекорабельная деятельность, спуск на Землю и др.), а также при нештатных ситуациях нельзя исключить возможность возникновения стресса. Его выраженность, при прочих равных условиях, будет определяться эмоциональными факторами, индивидуальными реакциями членов экипажей и особенностями интеллектуальной (познавательной) оценки реальной опасности и путей ее преодоления.

Функциональные резервы организма человека в условиях микрогравитации. Под функциональными резервами (ФР) организма понимается диапазон допустимого уровня изменений функциональной активности физиологических систем, который может быть обеспечен регуляторными механизмами организма [Газенко, 1987]. ФР представляют собой запас потенциальных функциональных возможностей организма, превышающий его текущие потребности, который может быть использован при экстремальных воздействиях. Проблема оценки ФР и поддержания их у космонавтов в полёте является важнейшей задачей МК [Григорьев, Егоров, Потапов, 2000; Grigoriev, Egorov, Kozljvskaya, 1997].

Оценка ФР производится при отборе и в периоде подготовки космонавтов, а также непосредственно во время полета с помощью тестов для оценки состояния различных физиологических систем организма. На основании получаемых при этом данных делается прогноз о возможности выполнения внекорабельной деятельности и о реакциях организма в периоде реадаптации.

Пребывание человека в условиях микрогравитации сопровождается изменениями, рассмотренными выше, в общем характеризующимися развитием детренированности и снижением ФР основных физиологических систем и организма в целом. Наиболее ярко снижение ФР проявляется в периоде реадаптации к земным условиям после завершения полета. Это означает, что в случае баллистического спуска и/или приземления после длительного или, особенно, межпланетного полёта в удаленном труднодоступном и безлюдном районе, функциональная активность членов экипажа может быть снижена, что затруднит выполнение работ, связанных с покиданием спускаемого аппарата и выживанием в экстремальных условиях среды. Наибольшую роль в снижении ФР под влиянием микрогравитации имеют изменения со стороны двигательной и кардиоваскулярной системы, конечным итогом которых является снижение работоспособности, уменьшение ортостатической и физической толерантности и затруднение сохранения после полета вертикальной позы и выполнения локомоций [Григорьев, Егоров, 1997; Kozlovskaya et al., 1988; 1990]. Однако изменения других систем, например, крови и метаболизма, также способствуют снижению работоспособности и, тем самым, потенциальной возможности выполнять активную физическую деятельность. Изменения со стороны основных физиологических систем и механизмы их развития тесно взаимодействуют друг с другом. Двигательные нарушения и снижение ортостатической устойчивости (ОУ), а также вестибулярные расстройства могут рассматриваться как звенья единой цепи, приводящие к затруднению сохранения вертикальной позы и выполнения локомоций. С другой стороны, снижение скоростно-силовых характеристик ряда мышечных групп и детренированность сердечно-сосудистой системы, а также ухудшение кослородно-транспортной функции крови в комплексе оказывают потенцирующее действие, вызывающее снижение работоспособности космонавтов после полета. Существует также тесное межсистемное взаимодействие, лежащее в основе механизмов, когда изменения в одной системе способствуют или обуславливают сдвиги в другой системе. Известно, что снижение ОУ связано, в первую очередь, с уменьшением объёма плазмы крови и гидратационной нагрузки на сосуды, увеличением ёмкости вен нижних конечностей, а также с нарушением компенсаторной тонической реакции системных резистивных сосудов. Однако механизмы снижения ОУ вызываются как непосредственным влиянием микрогравитации на кардиоваскулярную систему, так и опосредованными влияниями со стороны других систем.

Учитывая, что в условиях микрогравитации имеет место функциональная деафферентация отолитового аппарата [Kornilova et al., 1997], можно полагать, что этот фактор также способствует снижению ОУ в полете.

Опорная разгрузка, сопровождающаяся снижением тонуса, силовых характеристик и развитием атрофии антигравитационных мышц, в частности мышц нижних конечностей [Kozlovskaya et al., 1988], приводит к уменьшению экстрамурального противодавления на венозное русло этой области, что способствует увеличению растяжимости и ёмкости вен голени и вносит существенный вклад в снижение ОУ.

Всё это означает, что для предотвращения существенного снижения ФР первостепенное значение имеет поддержание в полете на уровне, близком к земному, функционального состояния основных систем организма и межсистемного взаимодействия. Для решения этой задачи необходимо дальнейшее совершенствование и разработка принципиально новых систем профилактики неблагоприятного действия микрогравитации и других факторов космического полета на организм человека.

Квалификация состояний, развивающихся в условиях микрогравитации. Наиболее выраженное ухудшение самочувствия, снижение работоспособности и целый набор специфических симптомов наблюдается у космонавтов в начальном периоде полета, при развитии КБД на фоне перемещения жидких сред организма в краниальном направлении, что усугубляет картину вследствие субъективного ощущения прилива крови к голове, заложенности носа, отечности лица и т.д. Однако в данном случае не приходится говорить о снижении приспособляемости, поскольку человек переходит в состояние микрогравитации практически внезапно, будучи здоровым. Мы полагаем, что синдром КБД, являющейся наиболее выраженным и субъективно тягостным неблагоприятным состояниям может квалифицироваться как кратковременная неблагоприятная реакция на действие неадекватных внешних условий полёта [Grigoriev, Egorov, 1997].

Развивающиеся изменения в организме человека, по истечении начального периода адаптации к условиям микрогравитации, субъективно не проявляются и не сказываются на самочувствии космонавтов. Это свидетельствует о достаточности физиологических механизмов защиты против неблагоприятного влияния факторов полета, в первую очередь микрогравитации, что обуславливает установление равновесия в системе организм-среда и обеспечивает поддержание адекватного уровня работоспособности, необходимого для выполнения конкретной рабочей деятельности в условиях ДКП (Егоров, 1996).

Естественно, в новых условиях жизнедеятельности в ДКП изменяется функционирование основных систем организма, происходит в той или иной степени модификация структуры ряда органов (атрофия или субатрофия антигравитационных мышц, деминерализация костной ткани и т.д.), устанавливается новый уровень энергетики, гомеостатических показателей водно-солевого баланса, сердечно-сосудистой и других систем, а также изменяются нейрогуморальные механизмы регуляции.

Следует заметить, что в условиях КП влияние микрогравитации в значительной степени компенсируется комплексом применяемых профилактических средств. Фактически наблюдавшиеся изменения со стороны физиологических систем организма являются остаточными отклонениями, которые не удается устранить имеющимися в настоящее время профилактическими средствами. Поэтому, изучая реакции основных систем человека в ДКП, мы по существу исследуем одновременное влияние микрогравитации и противодействующее ему влияние средств профилактики, что заведомо приводит к менее выраженным изменениям, чем это имело бы место в случае не использования средств профилактики. В связи с этим замечанием, а также с отсутствием данных о состоянии ряда интимных механизмов регуляции и гисто-морфологических изменений в изучаемых системах, в настоящее время еще недостаточно ясна в клиническая значимость выявляемых изменений. Вместе с тем, закономерно развивающиеся в ДКП симптомокомплексы увеличивают риск развития вторичных неблагоприятных нарушений, которые наиболее рельефно могут проявляться в реадаптационном периоде.

При возвращении космонавтов на Землю, в раннем периоде реадаптации, возникают гравитационно-обусловленные острые реакции с наиболее рельефно выраженными симптомами (по сравнению с переходом к микрогравитации) и снижением работоспособности. Тотчас после приземления у ряда космонавтов развиваются: субъективные и объективные проявления вестибулярной дисфункции, различной степени выраженности нарушения двигательной системы и механизмов ее регуляции, выраженное снижение физической и ортостатической устойчивости. Эти изменения являются следствием развития во время длительного пребывания в микрогравитации детренированности и деадаптационных процессов, связанных с уменьшением функциональной нагрузки на ряд систем организма, в том числе на некоторые регуляторные системы. Они зависят не столько от длительности полета, сколько от объема, типа и интенсивности физических тренировок и использования других средств профилактики, а также от индивидуальных особенностей организма космонавтов.

Из изложенного следует, что уменьшение в микрогравитации функциональной нагрузки приводит к установлению нового уровня функционирования физиологических систем при относительном равновесии в системе "организм-среда". Этот уровень, характеризующийся устойчивым отклонением показателей ряда систем от предполетных величин, развитием детренированности и деадаптационных процессов в недогруженных системах, уменьшением устойчивости к различным нагрузкам и влиянию неблагоприятных факторов, имеет биологически отрицательное значение для организма в реадаптационном периоде после длительного пребывания в мирогравитации.

Совокупность изменений в различных системах организма человека, развивающаяся в реадаптационном периоде, может быть квалифицирована как синдром, связанный с воздействием земной силы тяжести после длительного пребывания в условиях микрогравитации (Егоров, 1996; Григорьев, Егоров, 1997].

Наиболее опасные состояния, требующие экстренной диагностики и медицинской помощи, могут возникнуть при разгерметизации, нарушениях в работе систем жизнеобеспечения, попадании микрометеоритов, загрязнении корабля твердыми или жидкими частицами и при острых радиационных поражениях.

Острая гипоксия является основным потенциально возможным состоянием в КП, требующим оказания экстренной медицинской помощи. Причинами развития острой гипоксии в КП могут быть: разгерметизация жилых отсеков, повреждения скафандра, неполадки в клапанах систем жизнеобеспечения и т.д. Некомпенсированное гипоксическое состояние проявляется двумя различными симптомокомплексами [Малкин,1994]: преколлаптоидным и коллаптоидным состояниями (брадикардия, снижение артериального давления, гипергидроз и др.); высотным обмороком (снижение интеллектуальной работоспособности, неадекватная оценка окружающей обстановки и собственного состояния, расстройство координации движений, появление клонических судорог, которые начинаются с мышц пишущей руки - писчие судороги, нарушение сознания, обморок).

Как известно, Po₂ в атмосфере кабины 110-120 мм рт. ст. (соответствует высоте до 3000-3500 м) – граница допустимого снижения барометрического давления при длительной (не менее суток) работе в этих условиях. С учётом эффектов микрогравитации и выполнения физической работы граница допустимого снижения общего давления должна соответствовать высоте 2000 м [Еремин, Рудный,1987].

Значительное и достаточно быстрое снижение барометрического даления при разгерметизации космического корабля может сопровождаться появлением дисбаризма, вызываемого перепадом давлений в полостях тела, содержащих газ. В зависимости от скорости, абсолютной величины перепада давления и его кратности развиваются нарушения, проявляющиеся взрывной декомпрессией, декомпрессионной болезнью, высотным метеоризмом, баросинуситами и аэроотитами.

Взрывная декомпрессия возникает в случаях падения давления в герметическом объёме при повреждении стенки космического корабля крупным метеоритом, грубой стыковке или повреждении скафандра, приводящими к возникновению значительного (более 20-30 мм рт. ст.) избыточного давления в легких [Малкин, 1997].

Взрывная декомпрессии сопровождается резким падением (вплоть до вакуума) атмосферного давления в жилых отсеках космического корабля и в течение меньше 1 мин у космонавта в таких условиях разовьется острая гипоксия, что несовместимо с жизнью. Если дефект стенки самопроизвольно закроется каким-либо предметом и барометрическое давление не упадет до опасных для жизни величин, то неблагоприятные последствия в основном будут связаны с резким расширением газов, содержащихся в различных полостях тела. При взрывной декомпрессии, в первую очередь, поражаются полые внутренние органы, содержащие газ, который в этих условиях быстро расширяется. Быстрое расширение воздуха в легких и его выход через дыхательные пути наружу является причиной ощущения удара в области груди и насильственного глубокого выдоха [Еремин, Рудный, 1987]. Затем, если произошла герметизация, в течение 5 секунд сохраняется состояние растерянности и ступора, проявляющееся отсутствием реакции на сигналы и показания приборов. В дальнейшем появляются признаки эмоционального напряжения.

Высотная декомпрессионная болезнь (ВДБ) развивается у человека при достаточно быстром понижении барометрического давления и кратности перепада давления более 2,25 [Еремин, Рудный,1987]. Она может возникнуть при выполнении космонавтами работ в открытом космосе или при разгерметизации жилых отсеков станции в случае падения атмосферного давления до величин, эквивалентных высоте 7000-8000 м и более.

Основной причиной возникновения ВДБ является появление пузырьков газа в крови и тканях организма, вследствие более высокого напряжения газов, растворенных в жидкостях организма, по сравнению с величиной окружающего атмосферного давления. Чаще всего пузырьки появляются в суставах, мышечных влагалищах и турбулентных зонах кровотока.

Проявлению симптомов ВДБ способствуют физическая нагрузка, что, очевидно, связано с развитием гиперкапнии, так как СО₂, имея более высокий коэффициент диффузии, является наиболее активным компонентом содержимого газовых пузырьков.

Диагностика состояний, связанных с развитием гипоксии и декомпрессионных расстройств основывается на контроле общего давления и PО₂ в жилых отсеках и на тщательно собранных жалобах и анамнезе [Busby, 1968]. Объективным методом диагностики ВДБ является локация наличия газовых пузырьков в крови и других тканях.

Аэроотит и аэросинусит возникает вследствие изменения давления в окружающей среде и проявляется болями, которые могут снизить работоспособность. Для уточнения диагноза необходимо проведение отоскопии и риноскопии

Состояния, связанные с повышением и понижением температуры тела членов экипажа, чаще всего могут иметь место при работе в скафандре или при нарушении системы терморегуляции в космическом аппарате. Диагностика этих состояний основывается на жалобах и тщательно собранном анамнезе, на измерении температуры тела (оральной и ректальной) и артериального давления.

Гиперкапния в условиях космического полёта может развиться при повышении концентрации СО₂ в жилых отсеках или в скафандре вследствие нарушения функционирования систем жизнеобеспечения. Допустимым значением, не сказывающемся на работоспособности в течение длительного времени в герметических кабинах, является 7,5 мм рт. ст. [Еремин, 1987]. Однако уже при 15 мм рт. ст. выполнение физической работоспособности затрудняется. В дальнейшем, выраженно снижается работоспособность, увеличивается легочная вентиляция, ухудшается сон и общее самочувствие, появляются головные боли, головокружение, особенно при выполнении физической работы, которая сопровождается одышкой и ощущением недостатка воздуха. В условиях микрогравитации в некоторых зонах жилых отсеков могут образовываться так называемые “застойные” зоны с повышенным содержанием СО_2, что может способствовать, при длительном пребывании в них, появлению дискомфортных ощущений. Острое отравление СО₂ представляет потенциальную опасность для экипажей космических кораблей и требует применения средств профилактики.

Диагностика основывается на жалобах пострадавшего (отдышка, тошнота, рвота, усталость при работе, головная боль, головокружение, нарушение зрения, синюшность лица, сильная потливость) и на определении содержания СО₂ в жилом отсеке и в артериальной крови (при острой гиперкапнии - более 40 мм рт. ст.) [Busby, 1968].

Ожоги могут возникнуть вследствие термических, электрических и химических воздействий, которые особенно опасны в замкнутой атмосфере корабля.

Основными моделями изучения и анализа заболеваемости применительно к длительным и межпланетнымКП являются следующие: анализ заболеваемости моряков, подводников и полярников; обобщение данных наблюдений и обследований ряда контингентов здоровых людей; анализ заболеваемости во время ДКП и в различных модельных исследованиях с участием человека.

Анализ заболеваемости в условиях Антарктиды. Одна из первых работ, проведенных в нашей стране, основывалась на анализе заболеваемости полярников во время зимовки станциях Антарктиды и экстраполяции полученных данных на ДКП [Ярошенко и соавт.,1968]. Возраст полярников был преимущественно до 40 лет.

Для определения вероятности появления различных заболеваний в этих условиях в качестве модели для редких событий использовалось распределение Пуассона. По этой модели вероятность хотя бы одного заболевания некоторой болезнью в течение заданного отрезка времени выражается формулой: Р= 1 – e^{-(n . l i. t )}, где n - количество членов экипажа; l _i - статистическая вероятность заболевания данной болезнью; t — заданный отрезок времени. Подставляя различные значения n, l _i и t , были получены величины вероятностей заболеваний (табл. 2). Как и следовало ожидать, вероятность заболеваний возрастает с увеличением числа людей и времени их пребывания в экстремальных условиях. При численности экипажей в 10—15 человек вероятность возникновения некоторых заболеваний с увеличением продолжительности стремится к единице. Однако при высокой опасности заболевания следует считаться и с небольшой вероятностью его возникновения. В экстремальных условиях длительностью до одного года наиболее вероятно развитие болезней зубов и десен, костей и суставов, мышц, миокарда и сосудов, расстройств сна, гнойничковых заболевания кожи и подкожной клетчатки.

Таблица 2. Вероятность развития некоторых заболеваний в зависимости от числа людей и сроков пребывания в экстремальных условиях Антарктиды (Г.Л. Ярошенко и соавт., 1967)

* Число членов экипажа

Анализ вероятности возникновения хирургических заболеваний. В своём обзоре Campbell [1998], основываясь на обобщении и анализе данных опыта оказания медицинской помощи в подводном флоте США и Антарктике, приведенных в ряде работ других авторов, показал, что сложные хирургические случаи встречаются редко. Однако они катастрофичны для КП, поскольку часто требуют медицинской эвакуации. Ежегодные инциденты малых хирургических заболеваний в этих аналогах популяций имеют место в соотношении от 1/8000 до 1/13000 чел/дней.

Таким образом, на космической станции с 8-ю членами экипажа можно ожидать единичный хирургический случай каждые 3-4 года. Подозрение на аппендицит и психиатрические случаи являются наиболее частыми причинами для медицинской эвакуации из патрулируемых подводных лодок.

Заболеваемость в КП. Анализ результатов исследования заболеваемости под влиянием факторов космического полёта, обобщенной общей структуры заболеваемости населения в целом и отдельных его групп, работающих в автономных режимах или находящихся в условиях, в какой-то мере приближённых к космическому полёту, позволил разработать и составить перечень вероятных заболеваний и повреждений, которые могут развиться в ДКП [Гончаров, Ковачевич, Жернавков, 2001 (в печати); цитируются с согласия авторов] (табл. 3).

Авторы к числу наиболее вероятных относятся заболевания наиболее ранимых в условиях КП центральной нервной, сердечно-сосудистой и костно-мышечной систем, воспалительные заболевания, возникновению которых может способствовать снижение резистентности макроорганизма и повышение вирулетности микрорганизмов, а также травматические повреждений кожи и слизистых оболочек. Эти данные в определённой степени, соответствует прогнозам других авторов [Wegman., 1990; Nelson et al., 1990].

Вероятность онкологических и инфекционных заболеваний значительно ниже, и они могут развиваться лишь в случаях серьезных нарушений отбора, подготовки или предполетной обсервации космонавтов. Однако даже минимальная возможность развития опасных нарушений и заболеваний, которые могут представлять угрозу для выполнения программы полёта и тем более для жизни, требует самого пристального внимания с точки зрения наиболее ранней диагностики и лечения и малый риск их возникновения может оказаться критическим.

Таблица 3 Возможные заболевания и повреждения в ДКП

Применительно к задачам медицинского контроля (МК) во время длительных космических полетов (ДКП), по мере приобретения опыта, определялись основополагающие принципы, которые непрерывно совершенствовались. В современном виде эти принципы, основанные на обобщения опыта медицинского обеспечения ДКП, представлены в табл. 4 [Григорьев, Егоров, 1997].

Таблица 4. Основные принципы проведения медицинского контроля ДКП

Патогенетический принцип подразумевает, что медицинский контроль должен быть в первую очередь ориентирован на выявление и диагностику наиболее вероятных прогнозируемых состояний и заболеваний, причин их возникновения и механизмов развития. Такой подход обусловливается тем, что в связи с техническими, энергетическими, весовыми и другими ограничениями, а также с отсутствием врача в большинстве экипажей, невозможно выбрать и реализовать такой комплекс методов обследований, который был бы достаточным для диагностики любого состояния или заболевания в космическом полете. В связи с этим в первую очередь должна быть обеспечена диагностика наиболее вероятных состояний (симптомокомплексов), обусловленных влиянием факторов космического полета, и прогнозируемых (наиболее вероятных) заболеваний.

Однако, учитывая возможность развития непрогнозируемых состояний или заболеваний, при создании системы медицинского контроля необходимо обеспечить возможность проведения обследований основных жизненно важных систем организма и состояния их регуляции.

Плановые скрининговые обследования экипажа имеют целью проведение донозологичекой диагностики, обнаружение отклонений от нормы или заболеваний, выявление факторов риска, способствующих или увеличивающих вероятность развития неблагоприятных состояний или заболеваний, выявление членов экипажа, нуждающихся в дополнительных медицинских обследованиях и лечебно-профилактических мероприятиях.

Для скрининговых обследований используется стандартный подход, состоящий в проведении едиными методами углубленных обследований в объеме, предусмотренной программой. Скрининговые обследования должны проводиться с определенной периодичностью, в том числе при отсутствии каких-либо жалоб. Это означает, что в сверхдлительных (несколько лет) полётах должна проводиться диспансеризация экипажа.

Индивидуализация обследований предусматривает их проведение на основе результатов медицинского отбора и медицинского контроля в процессе пребывания космонавтов в отряде и подготовки к полету с учетом особенностей в состоянии здоровья, характера реагирования на внешние воздействия и существования (или выявления в ходе полета) потенциально "уязвимых" систем или органов (lokus minoris resistencia).

Коррекция программы диагностических обследований проводится в зависимости от развивающихся в полете реакций тех или иных систем и выявленных отклонений и включает как изменение сроков, так и объема обследований.

Оценка изменений показателей с учетом условий полета состоит в интерпретации полученных результатов с точки зрения адекватности среде обитания. При этом имеется ввиду, что ряд развивающихся в процессе полета изменений со стороны различных систем организма (потери минеральных компонентов скелетом, развитие физической и ортостатической детренированности, функциональная эритроцитопения и др.) могут трактоваться как соответствующие или несоответствующие условиям полета и объему профилактических мероприятий.

Преемственность между медицинскими обследованиями в полете и клинико-физиологическими обследованиями до и после полета достигается использованием идентичных методических приемов и условий проведения обследований.

Информационно-анамнестический анализ направлен на ознакомление с медицинской документацией, содержащейся в банке данных, и включающий анамнез жизни, результаты медицинских обследований и наблюдений, проведенных при отборе и подготовке космонавтов к полету. Эти данные используются для сопоставления с результатами медицинских обследований во время и после полетов.

Конфиденциальность результатов медицинского контроля предусматривает строгое соблюдение врачебной этики и установление тесного контакта наземного медицинского персонала с экипажем во время и после полета.

В перспективе, особенно применительно к сверхдлительным и межпланетным полётам, существенное значение может иметь оценка совокупности показателей в их взаимосвязи. Эта оценка должна основываться на широком использовании комплексных показателей, получаемых из исходных путем применения многомерных статистических или иных методов (методы главных компонент и канонических корреляций и т.д.). Такой подход позволяет уменьшить число анализируемых показателей и рассматривать не отдельные отклонения того или иного показателя, а их совокупности, выраженной одной или несколькими линейными комбинациями и каноническим коэффициентом корреляции.

Методология, используемая при проведении МК, определяется не только потребностями контроля состояния здоровья, работоспособности, функциональных резервов и проведения диагностики неблагоприятных состояний и заболеваний в КП, но и в значительной степени техническими возможностями и ограничениями, связанными с дистанционной диагностикой и получением необходимой и достаточной для этой цели клинико-физиологической информации с космических станций. В конечном итоге эта проблема решается на основе более или менее оптимального компромисса между медицинскими потребностями и техническими возможностями их реализации.

Для целей медицинского контроля используется несколько источников и каналов информации: доверительные беседы медицинского персонала с экипажем и сообщения космонавтов о их субъективном состоянии; телеметрическая регистрация и анализ физиологических параметров при проведении медицинских обследований; телеметрическая регистрация и анализ параметров среды обитания в жилых отсеках или в скафандре; данные радиационного контроля; материалы радиообмена экипажа со специалистами Центра управления полетом и телевизионного наблюдения за членами экипажа; сведения о выполнении отдельных элементов полетного задания и ежедневной программы полета в целом.

В самом общем виде схема и последовательность получения данных о состоянии здоровья космонавтов в полете применительно к задачам диагностики может быть разделена на три этапа [Гуровский, Егоров, Ицеховский, Попов,1987]: 1) получение от экипажа данных о наиболее важных ощущениях, жалобах, физиологических и патологических проявлениях; 2) при наличии каких-либо жалоб или ненормальных проявлений жизнедеятельности врачи-специалисты принимают меры для получения более детального описания членами экипажа своих ощущений; 3) построение рабочей гипотезы, которая базируется не только на данных анамнеза, но и на результатах анализа результатов объективных исследований, проводимых в соответствии с программой или по показаниям, и информации, получаемой из всех вышеприведенных источников.

Оценка всей совокупности информации является необходимым условием для обоснованного построения рабочей гипотезы о нарушении той или иной системы и оценки состояния организма как целого. Если полученные сведения недостаточны для строгого обоснования диагноза, то необходимо получить дополнительную информацию на основе дальнейшей детализации жалоб в их динамике и проведения дополнительных исследований в соответствии рабочей гипотезой.

При получении информации о результатах само- и взаимоконтроля особое значение имеет взаимодействие медицинской группы с членами экипажа как с активными помощниками группы медицинского обеспечения. При этом важны два момента. Первый - это наличие атмосферы полного доверия между врачебным персоналом и членами экипажа. Если члены экипажа выступают в роли помощников врачей, то в свою очередь, они должны видеть в каждом медицинском специалисте активного участника выполнения программы полета. Вполне понятно, что взаимный контакт медицинского персонала и космонавтов складывается не во время полета, когда общение между ними может производиться лишь дистанционно, а в процессе всей подготовки членов экипажа к полету, включая как проведение периодических обследований, так и контроль их состояния во время тренировок и специальных обследований, и затем продолжается в полёте. Второй момент - это специальная медицинская подготовка членов экипажа, включающая изучение влияния факторов космического полета на организм человека, освоение методик проведения само- и взаимоконтроля, приобретение навыков оценки и описания собственных ощущений и их динамики и т.д.

Медицинский контроль (МК) в ДКП включает оперативный контроль во время активных участков полета и внекорабельной деятельности (ВКД), ежедневный текущий контроль и углубленные медицинские обследования, которые проводятся в соответствии с программой или по показаниям [Григорьев, Егоров, 1997].

ОМК во время выведения транспортных кораблей на орбиту и возвращения их на Землю с экипажем на борту, а также при стыковках и перестыковках осуществляется путем регистрации ЭКГ в грудном биполярном отведении DS (ЭКГ_DS) и частоты дыхания (ЧД), а также предусматривает использованием других источников информации, указанных выше.

Текущий ежедневный МК включает постоянную субъективную оценку своего состояния самими членами экипажа, контроль окружающей среды и наблюдение специалистов группы медицинского обеспечения. Существенное значение имеет контроль параметров газового состава и микроклимата жилых отсеков, режима труда и отдыха, а также оценка специалистами психоневрологического статуса космонавтов на основе анализа радиопереговоров с ЦУП’ом и телесеансов..

Обеспечение внекорабельной деятельности (ВКД) включает МК в период, предшествующий этой деятельности, и непосредственно во время её выполнения (Абрамов, и соавт., 1982; Барер, Филиппенков, 1987; Барер, и соавт, 1990). При подготовке к работе в открытом космосе МК имеет целью экспертную оценку готовности космонавтов по состоянию здоровья к ВКД и включает: пробу с ручной велоэргометрией за 8-12 дней до ВКД и стандартную функциональную пробу с физической нагрузкой на велоэргометре за 6-8 дней до ВКД. В день выхода осуществляется регистрация ЭКГ_DS в покое, измерение артериального давления и температуры тела. Врач экипажа получает информацию о самочувствии и о готовности космонавтов к выходу по состоянию здоровья.

Непосредственно во время ВКД осуществляется: телеметрическая регистрация ЭКГ_DS, ЧД, заушной температуры тела и анализ сообщений космонавтов о самочувствии; контроль параметров скафандра (телеметрическая регистрация давления и температуры, показателей газовой среды, изменения давления в кислородных баллонах, концентрации СО₂, температуры воды на входе и выходе костюма жидкостного охлаждения; расчет энерготрат по потреблению О₂ и по выделению СО₂ [Барер, Филипенков, 1987]).

Во время выхода частота сердечных сокращений и заушная температуры тела отображаются на бортовых и наземных блоках индикации, что позволяет оперативно оценивать состояние космонавтов. При выходе контролируемых показателей за допустимые границы возможно временное приостановление ВКД для предоставления отдыха или снижения интенсивности работы, изменение терморегулирования и другие мероприятия.

УМО космонавтов включают обследования сердечно-сосудистой (в покое и при функциональных нагрузках) и мышечной систем, оценку эффективности физических тренировок, антропометрические измерения, проведение биохимических анализов крови, клинических анализов крови и мочи и иммунологических исследований.Указанные виды медицинских обследований, проводимые в интересах диагностики, используются также для получения научной медицинской информации и являются составной частью программы медицинских исследований в ДКП. В свою очередь, результаты медицинских исследований, не включенных в штатную программу медицинского контроля, также используются в диагностических целях. К таким исследованиям могут быть с полным правом отнесены ультразвуковые исследования сердечно-сосудистой системы.

Сердечно-сосудистая система (ССС). Обследования ССС проводятся с помощью бортовой медицинской аппаратуры “Гамма 1М”, разработанной СКТБ “Биофизприбор” по медико-техническим требованиям ИМБП. Аппаратура обеспечивает регистрацию и передачу на Землю с помощью телеметрической системы следующих основных параметров: ЭКГ в отведении DS (ЭКГ_DS)); электрокардиограмы в 12 общепринятых отведениях; артериального давления (АД), измеренного  по тахоосциллограмме (АД_Т) и по тонам Короткова (АД_К); кинетокардиограмм левого (ККГ_Л) и правого (ККГ_П) сердца (для исследования фазовой структуры сердечного цикла); сфигмограмм бедренной (СФГ_Б) и лучевой (СФГ_Л) артерий и артерии голени (СФГ_Г) (для измерения скорости распространения пульсовой волны); реограмм туловища (РПГр-р) для измерения ударного объёма сердца (УО), головы в бимастоидальном (РПГ_Б-М) и фронтомастоидальных (РПГ_Ф-М) отведениях, голени (РПГ_Г), предплечья (РПГ_ПРЕДПЛ), печени (РПГ_ПЕЧ) и легкого (РПГ_ЛЕГ) [Анашкин и соавт., 1994; Григорьев, Егоров, 1997; Алфёрова, Турчанинова, Голубчикова, 1998; Турчанинова, 1998; Alferova et al., 1993; Grigoriev, Egorov, 1997].

Аппаратура имеет наборы готовых программ из шести параметров (14 программ) и позволяет также формировать их наборы в различных произвольных комбинациях для исследований в покое, при функциональных пробах с дозированной физической нагрузкой (ДФН) и с воздействием отрицательного давления на нижнюю часть тела (ОДНТ).

Первоначально тест с ОДНТ проводился по следующей схеме: -25 мм рт.ст.,1 мин; -35 мм рт.ст., 3 мин; -45 мм рт.ст., 3 мин. ДФН- тест состоял из двухступенчатой нагрузки: 125 Вт, 5 мин; перерыв, 1 мин; 175 Вт, 3 мин. В дальнейшем сотрудниками группы медицинского обеспечения в ЦУП’е (И.В.Алферова, В.Ф.Турчанинова, З.А. Голубчикова) были разработаны усовершенствованные тесты, которые оказались более информативными для выявления физической детренированности и снижения ортостатической устойчивости. Предложенный ОДНТ-тест включал четыре ступени и, начиная с 11-й экспедиции, проводился по следующей схеме: -25 мм рт.ст., 1 мин; -35 мм рт.ст., 2 мин ; -40 и -50 мм рт.ст. по 3 мин. Усовершенствованный тест с ДФН состоял из трёх ступеней и выполнялся в полётах по схеме: 125, 150 и 175 Вт, по 3 мин.

В этом тесте впервые во время ДФН измерялось АД по тонам Короткова (АД_К) [Алферова, Турчанинова, Голубчикова, 1998].

Основные обследования ССС в покое были направлены на изучение биоэлектрической активности миокарда (12 общепринятых отведений ЭКГ), а также гемодинамики по различным программам, основная из которых базировалась на регистрации ЭКГ_DS, РЭГ в бимастоидальном отведении, ударного объёма сердца (реографический метод), артериального давления (тахоосциллографический метод).

Во время теста с ОДНТ регистрировались: давление в пневмовакуумном костюме, ЭКГ_DS и РЭГ _Б-М, АД _Т ежеминутно и периодически УО. При проведение теста с ДФН регистрировались: режим нагрузки, ЭКГ_DS непрерывно; УО, АДк, а также АД_Т до и после нагрузки. Функциональный тест с ручной велоэргометрией состоял во вращении педалей руками с нагрузкой 150 вт и длительностью, определяемой возможностью космонавта. Во время теста регистрировались ЭКГ_DS; АД и величина нагрузки.

Мыщечная система. Обследования мышечной системы включали измерение массы тела и объема голени [Талавринов и соавт., 1994] и оценку эффективности штатных режимов физической тренировки, которая проводилась с помощью локомоторного теста и тестов на динамическую и физическую выносливость антигравитационной мускулатуры [Kozlovskaya, Grigoriev, Stepantsov, 1995]. Локомоторный тест представляет собой четырехступенчатую (длительность каждой ступени 3 мин) функциональную пробу с физической нагрузкой на тредбане в “холостом” режиме. Он включает ходьбу 4-4,5 км/час; бег 6,5-7 км/час; бег 8,5-9 км/час; бег более 11 км/час.

Во время пробы регистрируется ЭКГ в грудном отведении на кардиокассете, объем выполненной работы (длина пути) и интенсивность работы (скорость движения тредбана) с последующим “сбросом” по телеметрии на Землю.

Тест на динамическую выносливость антигравитационной мускулатуры состоит из 5-ти упражнений с эспандером, каждое из которых выполняется с максимальным темпом и амплитудой в течение 15 сек. Тест на статическую выносливость включает выполнение 5-ти упражнений с эспандером на удержание заданных мышечных усилий до отказа.

Биохимические исследования крови. Исследования проводились с помощью прибора "Рефлотрон-4” методом “сухой” химии и предусматривали регистрацию содержания гемоглобина в крови; показателей белкового метаболизма (креатинин, мочевина, мочевая кислота); липидного метаболизма (холестерин, триглицериды); углеводного метаболизма (глюкоза, амилаза), общиего билирубина и ряда ферментов - маркеров функционального состояния печени [Markin et al., 1998]. В сыворотке крови определялось содержание иммуноглобулинов A, M и G с помощью укладки ИГС-3 [Константинова, 1997].

Гематологические исследования. Исследования содержания в капиллярной крови, взятой из пальца, форменных элементов проводились во время полетов на станции "Мир" с помощью комплекса "Микровзор" (микроскоп, сопряженный с бортовым телевизионным передатчиком), в состав которого входили укладки с необходимыми ассесуарами (Поляков, Иванова, Носков и соавт, 1998). Эта система позволяла регистрировать число форменных элементов крови, измерять гемоглобин и гематокрит, оценивать морфологические особенности эритроцитов как врачом на борту станции, так и в лабораторных условиях при анализе записанных на видеокассете микроскопических картин мазков крови.

Клинические исследования мочи. Для проведения этих исследований использовался прибор “Уролюкс”, содержащий укладку “Убим”. Полуколичественный анализ мочи проводился с помощью тест-полосок, каждая из которых содержит десять тестовых зон для определения удельной плотности, кислотности (pH), лейкоцитов, нитритов, белка, глюкозы, кетоновых тел, уробилиногена, билирубина, кетоновых тел и элементов крови (эритроциты, лейкоциты) в моче с помощью рефлексионной фотометрии.

Санитарно-гигиенические исследования среды обитания в жилых отсеках станции включали: определение функционального состояния слухового анализатора космонавтов, параметров шумового воздействия в жилых отсеках, состояния аутомикрофлоры, микробной загрязненности поверхностей отсеков станции, микропримесей в газовой среде и оценку процессов формирования микропримесей среды обитания.

Система медицинского контроля (МК), использовавшаяся во время ДКП по программе “Мир”, не только оказалась достаточно эффективной, но и практически в неизменном виде принята в качестве штатной системы для проведения обследований экипажей на Международной космической станции.

Перспективы развития и совершенствования медицинского обеспечения в целом и МК, в частности, определяются прогрессом технических возможностей и состояния медицинской науки, а также новыми программами освоения космического пространства. Одна из таких программ направлена на создание космической системы для выполнения пилотируемого полёта на Марс.

Орбитальные полёты. Проведение медицинского контроля в орбитальных полетах основано на дистанционной телеметрической регистрации медицинской информации, наличии возможности радиообмена и выдачи необходимых рекомендаций в реальном масштабе времени. При возникновения показаний возможно экстренное возвращение экипажа на Землю и оказание медицинской помощи пострадавшему космонавту.

Межпланетные полёты. Для межпланетного полёта характерны: невозможность в реальном масштабе времени (запаздывание может достигать 20 минут) получения телеметрической информации, ведения двухстороннего радио диалога Центра управления полётом с бортом марсианского корабля и выдачи медицинских рекомендаций; неопределенность ситуации, связанная с посадкой, пребыванием и взлетом с поверхности Марса; автономность; беспрецедентная продолжительность полета (до 2 лет); длительное проживание, общение и совместная деятельность в составе экипажа, находящегося в изоляции, с возможным развитием психологической несовместимости; невозможность экстренного возвращения экипажа на Землю или замены заболевшего члена экипажа, что требует включения в состав экипажа 1-2 квалифицированных врачей; создание необходимых условий и ресурсов для профилактики, диагностики и лечения в автономном режиме на борту станции [Григорьев, Егоров, 1997; Grigoriev, Egorov, Svetailo, 1998].

Многочисленные факторы, связанные с условиями межпланетного полета, даже при его штатном варианте, будут способствовать развитию нарушений в состоянии здоровья членов экипажа. В марсианском полете предполагается увеличение вероятности возникновения заболеваний, травм, декомпрессионных нарушений, ожогов, отравлений, перегревания, переохлаждения и развития других неблагоприятных состояний. Это может быть обусловлено беспрецедентной длительноcтью полета, возможным изменением реактивности и нервно-психологического статуса членов экипажа, увеличением вероятности неполадок в работе систем жизнеобеспечения, попадания метеоритов и разгерметизации корабля, повышенной радиационной опасностью [Григорьев, Егоров, 1997; Григорьев, Егоров, Потапов, 2000; Gigoriev, Egorov, Svetailo, 1998].

Основываясь на анализе результатов медико-физиологических исследований, проведенных в ДКП и модельных экспериментах, а также, учитывая специфические условия, во время марсианской миссии следует ожидать развития некоторых особенностей реакций со стороны основных систем организма [Gigoriev, Egorov, Svetailo, 1998].

Трасса Земля-Марс. При полете к Марсу у космонавтов, устойчивых к эмоциональному стрессу, теоретически вероятно развитие изменений со стороны основных систем организма, во многом сходных с реакциями, наблюдаемыми в 438-суточном орбитальном полете. Однако в случае повышенной индивидуальной чувствительности космонавтов к эмоциональному стрессу некоторые изменения могут быть более выраженными.

Пребывание на поверхности Марса. На поверхности Марса, вероятно, ведущую роль будут иметь стресс-зависимые реакции со стороны ряда систем организма, прежде всего эндокринной, метаболической, сердечно-сосудистой, гематологической и иммунной систем; реакции на непосредственное воздействие гравитации 0,38 g после длительного пребывания в микрогравитации; постепенное развитие тенденции к частичной нормализации и стабилизации основных систем организма под влиянием 0,38 g в зависимости от длительности адаптации и адекватности физических нагрузок. Вероятно, что при выполнении внекорабельной деятельности реакции будут более выраженными по сравнению с орбитальными полетами. Это может быть связано с затратой больших физических усилий при передвижении и выполнении рабочих операций в условиях 0.38 g в скафандре, более выраженным утомлением, по сравнению такими же операциями на околоземной орбите, а также с ожидаемым более частым нарушением сердечного ритма. Возможно также развитие симптомов ортостатической неустойчивости.

Трасса Марс-Земля. При полете по трассе Марс-Земля, в начале этапа, возможны два варианта событий. По первому варианту степень выраженности возникающих изменений показателей ряда систем организма может в целом быть такой же, как и на трассе полета Земля-Марс, вследствие положительного влияния тренировочного воздействия марсианской гравитации, нагрузок во время внекорабельной деятельности и положительного эмоционального настроя. В соответствии со вторым вариантом, в случае развития утомления или переутомления во время работы на поверхности Марса, нельзя исключить развития более выраженных реакций со стороны некоторых систем организма, особенно при функциональных нагрузках. В дальнейшем, степень выраженности реакций, после некоторого периода стабилизации, может в определенной степени прогрессировать по мере увеличения продолжительности полета.

Реадаптация. После завершения марсианского полета реакции со стороны основных систем организма в целом могут быть более выраженными, чем это имело место после орбитальных полётов. При проведения карантинных, обсервационных, реабилитационных и профилактических мероприятий на борту околоземной орбитальной станции реакции организма в реадаптационном периоде будут в определенной мере сглажены.

Анализ условий, некоторых факторов риска и ожидаемых особенностей реакций во время межпланетного полёта свидетельствует, что основополагающими требованиями к медицинскому обеспечению в целом и диагностике состояния здоровья, в частности, является обеспечение автономности действий экипажа, значительное расширение диагностических, профилактических и лечебных возможностей, создание медицинских компьютерных экспертных систем и базы данных.

Автономность определяется как функциональная независимость, т.е. как способность выполнять те или иные функции (человеком, группой людей, человеком во взаимодействии с машиной, аппаратом и т.д.) изолированно, без внешней помощи. Применительно к медицинскому обеспечению (МО) в целом (и медицинскому контролю, в частности) пилотируемого марсианского полёта автономность экипажа будет состоять во взаимодействии с бортовыми средствами МО, включая специальное компьютерное обеспечение, в самостоятельном поддержании своего здоровья, выполнении профилактических мероприятий, диагностических обследований и, в случае необходимости, проведении лечения бортовым врачом.

Для успешной реализации автономной деятельности по медицинскому самообеспечению требуется создание экспертных систем по управлению состоянием здоровья на основе предварительного сбора информации об индивидуальных нормативах каждого члена экипажа, групповых возрастных и других норм и справочных данных, включая: все материалы обследований членов экипажей; состав бортового оборудования; диагностические, профилактические и лечебные алгоритмы; наглядные пособия в виде учебных фильмов по оказанию медицинской помощи, проведению хирургических и других сложных медицинских манипуляций. В ходе полёта база данных и алгоритмы медицинского обеспечения должны пополняться путем введения с Земли необходимой информации в компьютерную сеть “Марсианский корабль” ↔ “Центр управления полётом”↔“Группа медицинской поддержки”.

Создание медицинских компьютерных экспертных систем (системы) и базы данных является ключевой медико-технической проблемой, решение которой является непременным атрибутом автономной реализации экипажем медицинского обеспечения. Разрабатываемая в настоящее время в институте под руководством И.Б. Козловской бортовая экспертная автоматизированная системы управления физическими тренировками экипажа направлена на автоматизированную индивидуальную экспертную оценка физического состояния и тренированности членов экипажа и управление на этой основефизическими тренировками.

Основываясь на обобщение предшествующего опыта, полученного в ДКП, проведеных исследованиях по проблеме медицинского обеспечения марсианской экспедиции [Григорьев, Егоров, 1997; Егоров, Козловская, 2000; Grigoriev, Egorov, 1997; Grigoriev, Egorov, Svetailo, 1998] и изложенных выше представлениях об автономности медицинского обеспечения, обоснованы основные предварительные медицинские требования к диагностической системе для марсианской экспедиции (табл. 5).

Диагностическая система, исходя из изложенных требований, должна обеспечивать, по сравнению с современными системами для орбитальных полетов: максимальную автономность проведения бортовым персоналом необходимых диагностических обследований основных систем организма; высокую информативность методов и средств оценки динамики физиологических показателей, степени напряжения регуляторных систем, резервных возможностей организма, а также выявления патологических состояний и прогноза возможных тенденций изменений и отклонений в организме в зависимости от длительности КП.

Таблица 5. Основные медицинские требования к диагностической системе для марсианской экспедиции

Реализация перечисленных медицинских задач может быть достигнута путем создания на основе технологии будущего диагностических методов, приборов и компьютерного обеспечения. Это обеспечение, вероятно, будет включать: управление и координацию диагностических обследований; выбор и коммутацию регистрируемых физиологических параметров в зависимости от состояния членов экипажа и среды обитания; измерение и математический анализа результатов и сопоставления их с базовыми данными; формирование одного или нескольких вариантов экспертного заключения; отображение обобщенной информации на мониторе врача и передачу их в Центр управления полётом. Окончательная оценка результатов обследований остаётся за бортовым врачом, с привлечением, в случае необходимости и сообразуясь со степенью экстренности, медицинских специалистов группы поддержки. Большое значение будет иметь также созданная к тому времени принципиально новая методология использования телемедицины для медицинского контроля и обеспечении консультаций высококвалифицированных специалистов из группы поддержки.

Медицинский контроль в ДКП направлен, в первую очередь, на выявление и диагностику неблагоприятных состояний, обусловленных влиянием факторов космического полета, а также возможного развития заболеваний и повреждений при проведении различных работ или при возникновении некоторых нештатных ситуаций.

Проведение медицинского контроля в ДКП основывается на следующих основных принципах: патогенетический подход; индивидуализация и коррекция программы обследований в зависимости от состояния членов экипажа; оценка изменений функций организма с учетом адекватности условиям среды; преемственность проведения обследований на всех этапах подготовки к полету, в полете и после его завершения; информационно-анамнестический анализ, предусматривающий использование информации, содержащейся в базе данных; конфиденциальность результатов медицинских обследований.

Медицинский контроль состояния космонавтов в ДКП включает: оперативный МК во время активных участков полета и внекорабельной деятельности; текущий ежедневный медицинский контроль; периодические углубленные медицинские обследования сердечно-сосудистой системы в покое и при функциональных нагрузках, мышечной системы и оценку штатных режимов физической тренировки, проведение биохимическкого и клинического анализов крови и иммунологических исследований.

Многолетний опыт проведения медицинского контроля в ДКП свидетельствует о его высокой эффективности. Эффективность проявлялась в своевременном выявлении и диагностике снижения физической тренированности и ортостатической устойчивости, неблагоприятных состояний и заболеваний. Это позволяло внести коррекцию в проведение физических тренировок и использование других средств профилактики, а провести лечение возникших заболеваний. В случае невозможности проведения эффективного лечения на борту, как это имело место, например, при возникновении выраженных нарушений сердечного ритма у одного из космонавтов, этот космонавт был заменен другим на этапе полёта очередной экспедиции посещения и доставлен на Землю для более глубокого обследования и лечения [Газенко и соавт., 1990].

Существенное значение для повышения оперативности имело создание под руководством А.П. Шуленина единой информационного системы медицинского обеспечения КП на основе внедрения сетевых технологий обмена данными по маршруту ИМБП↔ЦУП↔Борт станции [Шуленин и соавт., 1990].

В заключение отметим, что основные направления развития диагностики для длительных и, в первую очередь, для межпланетных полётов, должны быть сосредоточены на решении следующих проблем: обеспечение максимальной автономности диагностического процесса; выбор высоко информативных методов и средств диагностики; расширение диагностических возможностей за счет создания автоматизированной экспертной системы на базе специализированного компьютера; создание бесконтактных систем для выполнения основных диагностических обследований. Диагностические обследования должны ориентироваться на оценку степени напряжения регуляторных систем; дифференцирование физиологических состояний, адекватных текущим условиям внешней среды, от патологических, и специфических проявлений реакций от неспецифических; дифференцирование явлений защитно-приспособительного или компенсаторного характера ("физиологической меры против болезней", по И.П. Павлову) от патологических нарушений [Grigoriev, Egorov, 1997].

Автор выражают сердечную признательность академикам О.Г. Газенко и А.И. Григорьеву, под многолетним руководством и при непосредственном участии которых выполнялась настоящая работа, начиная с полётов кораблей “Союз” и до настоящего времени. Особо хочется отметить большой вклад сотрудников руководимых мною ранее лаборатории, отдела и сектора, непосредственно разрабатывавших медико-технические требования к бортовой аппаратуре медицинского контроля и участвующих в её эксплуатации, И.С. Шадринцева, И.И. Попова, В.И. Кожаринова, А.П. Шуленина, В.И. Сомова и других, которые во взаимодействии с СКТБ “Биофизприбор” (разработчиком аппаратуры медконтроля), обеспечили бесперебойное её функционирование, а также специалистов руководимой мною Главной группы медицинского обеспечения в Центре управления полётом О.Д. Анашкина, О.Г. Ицеховского, В.Р. Лямина, В.Д. Турбасова, И.В. Алферову, З.А. Голубчикову, В.Ф. Турчанинову, Т.В. Батенчук и всех сменных руководителей группы и их сотрудников.

Автор признателен также сотрудникам Института медико-биологических проблем В.В.Богомолову, Е.Н. Бирюкову, Ю.И. Воронкову, И.Б.Гончарову, А.В. Еремину,

Л.И. Какурину, В.П.Катунцеву, И.В.Константиновой, О.П.Козеренко, И.Б.Козловской, А.Д. Котовской, Т.Н. Крупиной, В.М.Михайлову, Б.М.Морукову, В.И.Мясникову, В.С.Оганову, В.М. Петрову, И.А.Поповой, Г.И. Самарину, К.В.Смирнову, В.И. Степанцову и руководимым ими коллективам, которые участвовали в оперативной работе, а также подготовили и провели многочисленные исследования в модельных условиях и в космических полетах, позволившие получить данные, которые в обобщенном виде (в части касающейся рассматриваемой проблемы) представлены в настоящей работе. В руководстве выполнении санитарно-гигиенических исследований среды обитания в жилых отсеках станции в различные периоды медицинского обеспечения активное участие принимали Ю.Г. Нефедов, Р.М. Богатова, А.Н. Викторов, С.Н. Залогуев, В.К. Ильин, М.Ф. Нефедова, И.Г. Попов, В.П. Савина, А.А. Сысоев и др.

Нельзя не отметить, что оперативная работа по обеспечению полётов проводилась с тесном сотрудничестве с участием специалистов Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина, НПО “Энергия”, Центра управления полётами, Главной оперативной группы управления и руководством полётами (С.Н. Елисеев, В.В. Рюмин, В.А. Соловьёв, В.Д. Благов), а также с рядом других организаций.

Я признателен также И.Б. Козловской, заведующему отделом, в котором я работаю, за создание благоприятных условий для подготовки доклада, ценные советы и идеи, касающиеся механизмов влияния микрогравитации и адаптации к ней космонавтов, интегрального подхода к оценке и отбору материалов для включения в доклад.

В заключение я выражаю сердечную признательность Л.Б. Буравковой, которая постоянно проявляла интерес и способствовала подготовке и изданию актовой речи, а также оказывала помощь в редактировании доклада, совершенствовании его структуры и в подборе новейших публикаций, касающихся настоящей проблемы.