"On inimesi, kelle töö - lamades vann": kuidas toime uurimiseks kaaluta kohta astronaudid tervisele

On inimesi, kelle töö - lamades vann. Pikali tundi, isegi päeva lõpus (ja saada selle eest makstakse). Kuid ei kadesta neid - me räägime osalejatele keeruliste teaduslike eksperimentide, mille arstid Instituudi biomeditsiinitehnika probleemid, Venemaa Teaduste Akadeemia uuringu inimeste kokkupuute tingimused sarnased tingimused kaaluta. Iseenesest see kogemus, mis tahes kaua viibida ruumis, mille tulemuseks on rike keha.

Kuidas ja miks leiutati teel "kuiva" keelekümblus ja mida teadusuuringute tulemustele see võimaldab teil saada, palusime rääkida töötajad IBMP RAS Love Ilja Amirov ja Rukavishnikov. Lisaks soovitame tutvuda päevik osalejad "sukelduda", mis kestis viis päeva, insener ja populariseerija kosmonautika Alexander Khokhlov. Salvestised tehti vahetult katse ajal aega.

---

Peatudes ruumi, isegi hästi kaitstud ruumi laeva, kahjustab tervist astronaudid. Kosmoselendudel peaaegu kõike keha kummaline ja vaenulik - suurenenud kiirguse taustal mikrogravitatsiooni, soojustus, kunstlik atmosfääri ja valgustus ja monotoonsus sensoorse stiimuli sõita koduigatsus. Nende tegurite hulgas on spetsiifiline ainult mikrogravitatsiooni ruumi lennu ja vaevalt korratavad maapealse tingimused.

Koidikul ajastu kosmoseuuringute peeti peamiseks ohtu ei ole mikrogravitatsiooni ja ülekoormus ja see on tema aktiivselt valmistub astronaudid. Mis kõrgemasse tehnoloogia lendude said rohkem ja püsiv ning juunis 1970 Nõukogude kosmonauti Andrian Nikolajevi ja Vitali Sevastjanov teha esimene pikk 18-päevase kosmoselennud, komplekt rekord ajaks pidev filter ja Maale... ei saa seista ja kõndida. Riigi astronaute oli masendav: lihasatroofia, negatiivne vastukaja, mida kardiovaskulaarsüsteemi.

Selline olukord sundis mind kaks järeldusi teadlased. Esiteks on vaja arendada vältimise süsteemi (selliseid juhtub jälle!) Ja teiseks, toime uurimiseks kaaluta inimorganismile (et mõista põhilisi seadusi mõju kaaluta). Selgus, et ilma suure hulga andmeid muudatuste igas organsüsteemide saata astronaudid kosmosesse on võimatu. Aga kuidas toime uurimiseks kaaluta inimorganismile ilma ruumi?

Keelekümblus kaaluta

Kas teadlased on leidnud Saalomoni lahendus sellele probleemile - simulatsiooni tingimuste kaaluta Maal. Selline simuleerida kosmoselennud katseid nimetatakse mudeli (või mudelid) ja nende mõju organismile sarnane mõju kaaluta. Kuna peamised tegurid, mis mõjutavad seisukorda astronaudid, muutuvad füüsiliselt mahalaadimist, vedeliku nihkeid ja toetuse puudumine ja nad olid aluseks mudelkatses.

Tänapäeva teaduse, keegi mudeli katset ei saa täielikult jäljendama tingimusi kaaluta, nii Sõltuvalt sellest, mida teadlased kavatsevad õppida hoolikalt valitud uurimisobjekt ja eksperimentaalse mudeli järgi. Üsna sageli rolli "teemad" on katseloomade nagu hiired ja rotid, kuid kõige väärtuslikku teavet anda mudeli katseid inimest - vabatahtlikud testitud.

Toime uurimiseks kaaluta inimorganismile, on mitmeid viise. Näiteks saab seda teha intsident parabool trajektoori lennukiga. See on lihtsalt kestus kaaluta faasi antud juhul on nii väike, et me ei saa rääkida pikaajalise mõju.

Et saavutada tugevam mõju saab lihtsalt pikali voodis, kus pea end ära jäetud. Munsterdada viib lihaste atroofia ja püsiv vere kõrkjad oma peaga toob riigi kardiovaskulaarse süsteemi suhtes omaga astronaut. Kuid lie on pikka aega - vähemalt mitu nädalat, eelistatavalt mitu kuud.

Kõige ebatavaline ja samal ajal kõige ligilähedased mõju null-gravitatsiooni mudel - "kuiva" keelekümblus (alates inglise keeles. sukeldamine - "keelekümblus"), kus mees paar päeva või nädalat vette.

Leiutise järgmise tähelepaneku mudel aidanud - kaua viibida vees mõjutab inimkeha sarnane kaaluta viisil. Esimene keelekümbluse keelekümbluse olid "märg" - teemad olid basseinis värske veega mitu päeva.

Ühelt poolt, teadlased spekuleerida sarnasuse muutuseid kinnitati, kuid teiselt poolt, kuna pidevas kontaktis veega inimeste sõna otseses mõttes hakkas maha koorida nahka. Testijad vabatahtlikele ei aidata kaitsev salv, ja basseini poolel sai must alates nasevshego neid ja oksüdeeritud Tali. Ka teemad, et neid ei uppunud, oli see keelatud une basseinis ja tööl arstid olid sunnitud oma kiiluvees.

Selgus, et katse sellistes tingimustes on võimatu modelleerida ja vajab olulist parandamist. Kõige elegantne versioon selle parandamiseks pakuti instituudi biomeditsiinitehnika Probleemid E. B. Shulzhenko ja I. F. Wil Williams alguses 70s. Pool kaetud veekindel kangas suur ala, et teema oli täiesti üleni vees veerus, kuid see ei puutu külgedel ja põhjas kaussi. Pinnale, jättes ainult pea ja käed teema.

"Professor Dowell pea" režiimis, hoolika järelevalve all ning arst ja teadlaste vabatahtlike elu kogu katse. Erandiks on õhtusel hügieeni - Dirt ei kõrgelt hinnatud teadlaste hulgas. Enne magamaminekut test võetakse välja keelekümbluse vann, üleni pomyvochnaya Gurney ja viidi dušš. "Puhata" on lubatud mitte rohkem kui 15 minutit raske päeva töö. Kuna mudel "kuiva" keelekümblus kohaldada praktiliselt muutumatuks.

Kosmoses, noh, maailmas on parem

Mees, kaugel ruumi bioloogia, see võib tunduda, et enam kui 55-aastase ajaloo mehitatud kosmoseuuringute inimese kosmoses uuritud ja kaugel. Aga see on ainult osaliselt tõsi.

Jah, põhilised seadused, mis juhtub astronaut lennu, on teada - kaaluta teistmoodi tööpäeva südame ja veresoonte, vähendab vedeliku kogunemine organismis on lihaste nõrkus ja mootor illusioon. Aga no teadlane ütleb sulle, et kõik avatud muutusi kirjeldatakse üksikasjalikult ja ei nõua täiendavat uurimist.

Vaatamata sellele, et ruumi on külastanud sadu inimesi, kõige ulatuslikum bioloogilise uuringud harva rohkem kui 15-20 astronaudid. Isegi selline väike, nii Statistilise analüüsi rühm võtab mitu aastat ettevalmistustööd, sageli luua uus seadmed (sobib ranged nõuded rahvusvahelises kosmosejaamas) ja koolituse astronautide kõik nüansid bioloogilise uuringud.

Sebimine maa uuringud on vaoshoitud ja mõõta - tavaliselt aastas ühe katse purk osaleda 04:57 astronaudid ja alates loomisest hüpoteesi selle puu, nii et see võib võtta pool tosinat aastat.

Paljud uuringud on sageli läbi paralleelselt nii ruumi ja "kuiv" keelekümblus, mis võimaldab meil võrrelda muutuseid. Näiteks on tõestatud, et seitsme päeva kosmoselennu ja seitse päeva keelekümbluse põhjus sarnased muutused südame-veresoonkonna süsteemi muutustega seotud vedeliku tasakaalu organismis.

Peaaegu identne muutused kosmoselennu keelekümbluse esineda lihaste: vähendanud oma tooni ja vähendab võimsust. Mõlemal juhul viib see toetuse puudumine. Nagu selgus, vajaliku toetuse lihaskonna normaalseks funktsioneerimiseks - kondiga ei löökkoormusele mis toimuvad Maal kui kõndimine ja jooksmine, kaotavad kaltsiumi ja saada rabe. Kaaluta habras luud ei ole ohtlik, kuid kui naasete Maa ja ülekoormusel see võib põhjustada vigastusi.

Puudumisel toetada stiimul mõjutab mitte ainult luud, vaid ka lihaseid. Kui astronaut läheb kaaluta olekus, tema lihased hakkavad kaotama oma tooni, et mõne nädala jooksul ja viib funktsionaalseid muutusi. Mõjul on "kuiv" keelekümblus, sama asi juhtub - ühest päevast kaotada lihastoonust ja tugevust, ja kui see eemaldatakse uputuskoormust tunne nagu kala kuival.

Ühesuunaline muudatused võimaldavad teadlastel läbi üksikasjalikumaid uurimusi Maal, et jääks aega tegeleda muude ülesannete astronaudid.

Teine oluline tegur ruumi lennu - vähenemine kehalist aktiivsust. Vaatamata sellele, et iga päev astronaudid täita suur hulk tööd üsna aktiivselt liikuda jaamades ja tegeleda kehalise koormuse kehal jääb oluliselt vähem Maa. Kõik, kellega nad suhtlevad, ei ole kaalu, isegi ise. Seepärast, et saavutada eesmärke mootor vajab väga vähe lihasjõud.

Kontekstis keelekümblus on keelatud tester tarbetuid lihasjõud, ja see oli rangelt jälgida teadlased. Vastutasuks teema saab käsu 3-4 inimest käituva dzinni, nende vajadustele ja soovidele.

On oluline mõista, et vaatamata tehnoloogia, mitte kõik uuringud võib läbi ruumi. Mudelis "kuiva" keelekümblus sellised piirangud oluliselt vähem. Näiteks magnetresonantstomograafia (MRI skänneri orbiidil - kõlab fantastiline!) Ja Transkraniaalne magnetilise stimulatsiooni kaaluta ei teostata isegi kord, kuid tänu saadud andmeid Sissekastmise teadlased on idee, mida oodata ruumi.

On neid uuringuid, mis avaldus ei ole mitte ainult tehniliselt raske, kuid toob kaasa ka riske astronaut. Näiteks meenutavad biopsia - eemaldamist tükikese kude. See uuring nõuab steriilsetes tingimustes kogenud kirurg operatsioonisüsteemi ja käed, kuid isegi kõik tingimused on vähe võimalusi komplikatsioone. Astronaudid orbiidil seda asjatut riski. Siiski, nagu uuringud viiakse läbi keelekümbluse ja kutsuda teid uurima saladusi väga raske korraldada skeletilihaste.

kõrgemaks

Öelda täpselt, mida saab tulemusi saavutada tänu "kuiva" mudeli keelekümblusaasta viivitusaeg rea eksperimente pühendatud uuringus seljavalu ja suurendada kasvu astronaudid üleminekul kaaluta.

Seljavalu tekkida astronautide algusaegadel lennu, samuti testi tegemine "kuiva" keelekümblus. Varasemad uuringud ei näita, et tingimustes kaaluta muutuste tõttu toitaineid, intervertebral kettaid suureneb ja nende struktuuride kogunenud vedelik. Lisaks valu võib olla tingitud mõju tundliku juured seljaaju tulemusena pikenevad, selg.

Põhjuseks nende häirete, nagu on näidanud uuringud viiakse läbi SSC RF - IBMP RAS üle mitme aasta võib olla vähendamist lihastoonust, selja- extensors. Eeldus esinemise lihased säilitamisega kaasnevaid poos, esitati V. S. Gurfinkel rohkem 1965. aastal.

Muutmine toon lihaseid - jala sirutajakõõluse regulaarselt registreeritud eelmise mudeluuringute. Nii oli alust arvata, et alla painottomista väheneb ka lihastoonust tagasi, et säilitamisega kaasnevaid poos maailmas (neid nimetatakse "raames"), kus gravitatsiooniline koormus põhjustab neil jääda heas korras.

Selle hüpoteesi kontrollimiseks, seeria simulatsioonieksperimente koos "kuiv" sukeldumine erineva kestusega - kuuelt tundi kuni viis päeva. Samal ajal uuritud lihastoonust tagasi mõõtmist nende põiki jäikust; Paralleelvõnkeringi vahenditega Vibrographs, miotonometry MRI uuritud muutusi selg. Lisaks teadlased mõõta kõrgus ja milline arenevate hinnata valu.

Tulemused näitasid, et valu ei ole seotud radikulaarsete valu ja on lihaste looduses, ilma kiirgusega. Viibivate raskusjõu mõjul heakskiidu kaasneb vähenes toon (või põiki jäikus) erectors kuuluv rühm skeletilihastele, tehes seda esimest tundi ja päeva, see protsess läheb eriti ekspressiooni.

Need muutused tõid kaasa suurenenud astronaut kasvu mikrogravitatsioonis. Lumbaallülides vastavalt MRI, et suurendada kõrgus diskid ja silutud nimme lordosis.

Uurimisgrupp, mis kasutas ennetus-, nagu kostüüm teljesuunaline koormus "Penguin" ja riistvara kompleks Müostimulatsioon ja hindamiseks valu tugevuses, samuti suurenenud määrad olid madalamad võrreldes rühm "puhas" sukeldamise abita vahenditega ennetamiseks.

Mitte ainult ruumi

Mudel "kuiva" keelekümblus üsna hästi kordab kosmilise häireid, kuid peale selle, rohkem ja aitab võidelda teatud haigusi. Näiteks keelekümbluse vannid muidugi toob leevendust inimestele, kes ülemäära suurenenud lihastoonus ja ei lase neil täielikult liigub.

Võtke keelekümbluse vann - hea võimalus alandada vererõhku. Mehhanism on lihtne: ümbritseval pigistab vee verest ja lümfisoonte keskmist perifeerse verevoolu See on tajutav keha küllus vedeliku ja viib selle eemaldamine (loomulikult - sagenenud urineerimine) ja madalam surve. Muide, et saavutada mõju sukeldumine ei ole vaja olla "kuiva" - ehk paljud märganud, et sõidu ajal hakkab taha WC ja nüüd sa tead, miks.

Mudel katseid tehakse spetsiaalsetes meditsiinilisel või teaduslikul ettevõtete varustatud unikaalse tehnika järelevalve all kõrgelt kvalifitseeritud teadlaste. Praegu SSC RF - IBMP RAS katsetab kasutamise viiepäevane "kuiva" keelekümblus.

Huvitav, muutusi, mis toimuvad organismis keelekümbluse saab simuleerida mitte ainult kosmoselennud, vaid ka riigi seniilse sarcopenia - vanusega seotud atroofia skeletilihaste. See keelekümbluse kasutatakse esmakordselt madala sagedusega Elektromüostimulatsiooni jalalihaseid mille eesmärk on takistada kahjulike muutuste lihasesse. Uuringud noor, kuid detrenirovannyh test vabatahtlike valitakse kõige tõhusam protokollid elektrilise stimulatsiooni.

Pärast uputuskoormust läbima erinevaid teste, hinnata, kuidas muutunud lihastoonust, nende struktuuri, samuti vertikaalne seista ja vabatahtlike kõnnak.

Trükised, pühendatud meditsiini ja bioloogilised katsed kosmoses ja nende modelleerimine, on haruldane. See artikkel peeti ainult väike osa sellest tohutu teemasid, sealhulgas tervise astronaudid pardal jaama satelliitide lähetamise asustatud loomad, mudel katsete puhul primaatide ja kosmosetehnoloogia on taastusravi.

kirjandus

I. B. Kozlovski, D. A. Maksimov, Yu I. Voronkov, MI Sund, V. N. Ardashev, IA G. Dorogan-Sushchev, IA V. Rukavishnikov. Muutused lumbaallülides ja ägeda seljavalu kokku puutudes 3-päevase "kuiv" sukeldamise // Kremli meditsiin. Kliinilised väljaandes. — 2015. — № 2.

I. V. Rukavishnikov, LA E. Amirov, T. B. Kukoba, E. S. Tomilovskaya, IA B. Kozlovski. Mõjutada gravitatsiooniline unload tooni seljalihaseid // Inimese füsioloogia. — 2017. — № 3.