"Υπάρχουν άνθρωποι που η δουλειά τους είναι να ξαπλώνουν στο μπάνιο": πώς μελετάται η επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στην υγεία των αστροναυτών

2024 Συγγραφέας: Malcolm Clapton | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 03:52

Για το πώς προσομοιώνονται οι συνθήκες έλλειψης βαρύτητας στη Γη και τι ένιωσε ο συμμετέχων στο πείραμα με «ξηρή» βύθιση.

Υπάρχουν άνθρωποι που η δουλειά τους είναι να ξαπλώνουν στο μπάνιο. Ξαπλώστε για ώρες, ακόμα και μέρες (και πληρώνεστε για αυτό). Ωστόσο, δεν χρειάζεται να τους ζηλεύουμε - μιλάμε για συμμετέχοντες σε πολύπλοκα επιστημονικά πειράματα, κατά τα οποία γιατροί από το Ινστιτούτο Βιοϊατρικών Προβλημάτων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών μελετούν την επίδραση στο ανθρώπινο σώμα καταστάσεων παρόμοιες με εκείνες της έλλειψης βαρύτητας. Από μόνη της, αυτή η εμπειρία, όπως και κάθε μακρά παραμονή στο διάστημα, οδηγεί σε δυσλειτουργίες στο σώμα.

Ζητήσαμε από τους Lyubov Amirova και Ilya Rukavishnikov, υπαλλήλους του Ινστιτούτου Βιολογικών και Βιολογικών Επιστημών, να μας πουν πώς και γιατί εφευρέθηκε η μέθοδος της «ξηρής» κατάδυσης και ποια επιστημονικά αποτελέσματα επιτρέπει να ληφθούν. Επιπλέον, σας προτείνουμε να εξοικειωθείτε με το ημερολόγιο ενός συμμετέχοντος στην «βουτιά» που διήρκεσε πέντε ημέρες, μηχανικού και εκλαϊκευτή της αστροναυτικής Alexander Khokhlov. Οι καταγραφές έγιναν απευθείας κατά τη διάρκεια του πειράματος.

Η ύπαρξη στο διάστημα, ακόμη και σε ένα καλά προστατευμένο διαστημόπλοιο, έχει αρνητική επίδραση στην υγεία ενός αστροναύτη. Στη διαστημική πτήση, σχεδόν τα πάντα είναι ασυνήθιστα και εχθρικά για το σώμα - μια αυξημένη ακτινοβολία υποβάθρου, μικροβαρύτητα, απομόνωση, τεχνητή ατμόσφαιρα και φωτισμός και η μονοτονία των αισθητηριακών ερεθισμάτων που σε οδηγούν στη νοσταλγία. Μεταξύ αυτών των παραγόντων, μόνο η μικροβαρύτητα είναι ειδική για διαστημικές πτήσεις και πρακτικά δεν μπορεί να αναπαραχθεί σε επίγειες συνθήκες.

Στην αυγή της εποχής της αστροναυτικής, ο κύριος κίνδυνος δεν ήταν η μικροβαρύτητα, αλλά οι υπερφορτώσεις και ήταν γι 'αυτούς που οι αστροναύτες εκπαιδεύτηκαν ενεργά. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, οι πτήσεις έγιναν όλο και πιο παρατεταμένες και τον Ιούνιο του 1970, οι Σοβιετικοί κοσμοναύτες Andriyan Nikolaev και Vitaly Sevastyanov πραγματοποιούν την πρώτη μεγάλη διαστημική πτήση διάρκειας 18 ημερών, σημείωσαν ρεκόρ για τη διάρκεια μιας συνεχούς πτήσης, επέστρεψαν στη Γη και … δεν μπορεί να σταθεί και να περπατήσει. Η κατάσταση των αστροναυτών ήταν καταθλιπτική: μυϊκή ατροφία, αρνητικές αντιδράσεις από το καρδιαγγειακό σύστημα.

Αυτή η κατάσταση οδήγησε τους επιστήμονες σε δύο συμπεράσματα. Πρώτον, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα σύστημα πρόληψης (ώστε να μην συμβεί ξανά!) Και, δεύτερον, να μελετήσουμε την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα (για να κατανοήσουμε τους θεμελιώδεις νόμους της επιρροής της έλλειψης βαρύτητας). Έγινε σαφές ότι, χωρίς μεγάλο όγκο δεδομένων για τις αλλαγές σε κάθε σύστημα οργάνων, ήταν αδύνατο να σταλούν αστροναύτες στο διάστημα. Πώς όμως να μελετήσουμε την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα χωρίς χώρο;

Βύθιση μηδενικής βαρύτητας

Οι επιστήμονες βρήκαν μια λύση Solomon σε αυτό το πρόβλημα - μια μίμηση των συνθηκών έλλειψης βαρύτητας στη Γη. Τέτοια πειράματα που προσομοιώνουν την πτήση στο διάστημα ονομάζονται μοντέλα (ή μοντέλα) και η επίδρασή τους στο σώμα είναι παρόμοια με την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας. Δεδομένου ότι οι κύριοι παράγοντες που επηρέασαν την κατάσταση των αστροναυτών ήταν η φυσική εκφόρτωση, η ανακατανομή του υγρού και η έλλειψη υποστήριξης, αποτέλεσαν τη βάση των πειραμάτων μοντέλων.

Στη σύγχρονη επιστήμη, κανένα πείραμα μοντέλου δεν μπορεί να αναπαράγει πλήρως τις συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, επομένως, ανάλογα με το τι σχεδιάζουν να μελετήσουν οι επιστήμονες, το αντικείμενο της έρευνας και το πειραματικό μοντέλο επιλέγονται προσεκτικά. Αρκετά συχνά, πειραματόζωα όπως ποντίκια και αρουραίοι λειτουργούν ως «δοκιμαζόμενα», αλλά οι πιο πολύτιμες πληροφορίες παρέχονται από πειράματα μοντέλων σε ανθρώπους - εθελοντές που δοκιμάζονται.

Το ημερολόγιο του δοκιμαστή

Δημοσιεύουμε θραύσματα των αρχείων που διατηρούσε στο Facebook ο μηχανικός σχεδιασμού του Κεντρικού Ερευνητικού Ινστιτούτου διαστημικών οργάνων του RTK, ο εκλαϊκευτής της κοσμοναυτικής Alexander Khokhlov, ο οποίος συμμετείχε στο πείραμα Η αποτελεσματικότητα του EMS χαμηλής συχνότητας στην πρόληψη της μυϊκής εκγύμνασης, η οποία αναπτύσσεται στις συνθήκες προσομοίωσης εδάφους συνθηκών διαστημικής πτήσης», η οποία τον Μάρτιο - Απρίλιο του τρέχοντος έτους πραγματοποιήθηκε στο Ινστιτούτο Βιοϊατρικών Προβλημάτων της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών (SSC RF - IBMP RAS).

«Σήμερα το πρωί έμαθα ότι ο ερευνητής που ήταν μπροστά μου ήταν άρρωστος, με κάλεσαν επειγόντως στο IBMP και μπήκα στο πείραμα μια μέρα νωρίτερα. Πηγαίνω στο λουτρό εμβάπτισης την Πέμπτη (το πρώτο στη δεύτερη καρτέλα). Σήμερα έγιναν πειράματα: «Pose», «Field test», «Vision», «Breathing», «H-reflex», «Algometria» και «Vulcan-I». Στο «Όραμα» μου έβαλαν βάρη στα μάτια (για τέσσερα λεπτά), έχοντας προηγουμένως ενσταλάξει αναισθητικό. Έτσι μετρούσαν οι αστροναύτες την πίεση των ματιών τους και μετά άλλαζαν στον αέρα».

«Η συμμετοχή μου στο πείραμα έχει εισέλθει σε μια νέα φάση. Περίπου στις 9:30 π.μ., βυθίστηκα σε ένα λουτρό ξηρής εμβάπτισης για πέντε ημέρες.

Το νερό, με άνετη θερμοκρασία, καλύπτεται με μια μεμβράνη που τυλίγεται γύρω από το σώμα μου από όλες τις πλευρές. Μόνο το κεφάλι και μερικές φορές τα χέρια κοιτάζουν έξω. Το σώμα προστατεύεται από το φιλμ με ένα φύλλο, το οποίο αλλάζει κάθε μέρα. Από ρούχα: κάλτσες, σώβρακο και μπλουζάκι.

Η πρώτη μέρα είναι ασυνήθιστη. Νέες αισθήσεις που θα ενταθούν προς τη νύχτα. Η ζωή μας στα λουτρά ξηρής εμβάπτισης υποστηρίζεται όλο το εικοσιτετράωρο από ομάδες τριών ατόμων που εφημερεύουν: έναν γιατρό, έναν εργαστηριακό βοηθό και έναν τεχνικό.

Εδώ δεν χρειάζεται να βαρεθείτε, το πείραμα αντικαθίσταται από το πείραμα, οι καθημερινές στιγμές χρειάζονται επίσης χρόνο. Το βράδυ ξεκίνησε η πρώτη τρίωρη ηλεκτρική μυοδιέγερση. Η παρουσία του είναι η κύρια διαφορά αυτού του πειράματος σε λουτρό ξηρής εμβάπτισης από τα προηγούμενα. Το EMS χαμηλής συχνότητας μπορεί να βοηθήσει να ξεπεραστούν οι βλαβερές συνέπειες της έλλειψης βαρύτητας στους αστροναύτες, καθώς και στους ηλικιωμένους με περιορισμένη κινητικότητα στη Γη. Η διέγερση θυμίζει ρυθμικά σημεία στίξης στους μηρούς και τις κνήμες».

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να μελετήσετε την επίδραση της έλλειψης βαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα. Για παράδειγμα, αυτό μπορεί να γίνει σε ένα αεροπλάνο που πέφτει κατά μήκος μιας παραβολικής τροχιάς. Αλλά η διάρκεια της φάσης μηδενικής βαρύτητας σε αυτή την περίπτωση είναι τόσο μικρή που δεν χρειάζεται να μιλάμε για μακροπρόθεσμες επιπτώσεις.

Για να επιτύχετε ισχυρότερα χτυπήματα, μπορείτε απλά να ξαπλώσετε στο κρεβάτι, με το κεφάλι χαμηλωμένο. Η ανάπαυση στο κρεβάτι θα οδηγήσει σε μυϊκή ατροφία και το αίμα που τρέχει συνεχώς στο κεφάλι θα φέρει την κατάσταση του καρδιαγγειακού συστήματος του ατόμου πιο κοντά σε αυτή του αστροναύτη. Είναι αλήθεια ότι θα πρέπει να λέτε ψέματα για μεγάλο χρονικό διάστημα - τουλάχιστον μερικές εβδομάδες και κατά προτίμηση μερικούς μήνες.

Το πιο ασυνήθιστο και ταυτόχρονα το πιο κοντινό μοντέλο στις επιπτώσεις της έλλειψης βαρύτητας είναι η "ξηρά" βύθιση (από το αγγλικό immersion - "immersion"), στην οποία ένα άτομο βυθίζεται στο νερό για αρκετές ημέρες ή εβδομάδες.

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Η εφεύρεση του μοντέλου βοήθησε από την ακόλουθη παρατήρηση - μια μακρά παραμονή στο νερό δρα στο ανθρώπινο σώμα με τρόπο παρόμοιο με την έλλειψη βαρύτητας. Οι πρώτες καταδύσεις ήταν «βρεγμένες» - τα άτομα βρίσκονταν σε μια λίμνη γλυκού νερού για αρκετές ημέρες.

Από τη μια επιβεβαιώθηκαν οι εικασίες των επιστημόνων για την ομοιότητα των παρατηρούμενων αλλαγών, αλλά από την άλλη, λόγω της συνεχούς επαφής με το νερό, οι άνθρωποι κυριολεκτικά άρχισαν να ξεφλουδίζουν το δέρμα τους. Οι εθελοντές δοκιμαστές δεν βοηθήθηκαν από προστατευτικές αλοιφές και τα πλαϊνά της πισίνας μαύρισαν από το σμήγμα που είχαν φυτευτεί πάνω τους και οξειδώθηκαν. Επίσης, στα θέματα, για να μην πνιγούν, απαγορευόταν να κοιμούνται στην πισίνα και οι γιατροί που βρίσκονταν σε υπηρεσία αναγκάζονταν να τους ξυπνήσουν.

«Η πρώτη νύχτα στο λουτρό εμβάπτισης ήταν προκλητική. Κοιμώντας περίπου στις 00:00, σύντομα ξύπνησα με περίεργες αισθήσεις ότι το νερό με έσφιγγε μέσα από το φιλμ, η πλάτη μου άρχισε να πονάει και μετά το στομάχι μου σφίχτηκε (άρχισε να πρήζεται). Και ως αποτέλεσμα, κοιμήθηκα μόνο δύο ώρες το πρωί, και στις έξι κοίταζα ήδη το ταβάνι.

Το πρωί μέχρι τις 10:00 έκανα πειράματα με άδειο στομάχι. Για παράδειγμα, το SPLANCH, στο οποίο ο υπέρηχος έδειξε ότι έχω πολύ αέρα στο στομάχι και τα έντερα μου. Χρειάστηκε μια μέρα στο μπάνιο. δεν έχω όρεξη. Σκοπεύω να πιω μόνο για δείπνο.

Δεδομένου ότι η περίοδος προσαρμογής είναι ακόμη σε εξέλιξη, είναι δύσκολο να γράψω και να διαβάσω, επομένως ακούω μουσική κυρίως με ακουστικά. Δεν χρειάζεται να βαρεθείτε, υπάρχει αρκετή προσοχή από την ομάδα καθήκοντος και τους ερευνητές.

Και περισσότερα για τα καλά. Ένα από τα πειράματα ονομάζεται Ryazhenka και το βράδυ πίνουμε μια κούπα με ένα νόστιμο και υγιεινό προϊόν.

Κατέστη σαφές ότι η διεξαγωγή ενός πειράματος υπό τέτοιες συνθήκες είναι αδύνατη και το μοντέλο χρειάζεται σημαντική βελτίωση. Η πιο κομψή εκδοχή της βελτίωσής του προτάθηκε από τους υπαλλήλους του Ινστιτούτου Ιατρικών και Βιολογικών Προβλημάτων, E. B. Shulzhenko και I. F. Vil-Williams στις αρχές της δεκαετίας του '70. Η πισίνα καλύφθηκε με ένα αδιάβροχο ύφασμα μεγάλης επιφάνειας έτσι ώστε το θέμα να βυθίζεται πλήρως στη στήλη του νερού, αλλά ταυτόχρονα να μην έρχεται σε επαφή με τα πλαϊνά και τον πάτο του μπολ. Μόνο το κεφάλι και τα χέρια του ατόμου παραμένουν στην επιφάνεια.

Στη λειτουργία Professor Dowell's Head, υπό τη στενή επίβλεψη γιατρού και ερευνητών, ο εθελοντής ζει καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος. Εξαίρεση αποτελεί η ώρα των βραδινών διαδικασιών υγιεινής - οι επιστήμονες δεν τιμούνται με βρώμικα κόλπα. Πριν πάτε για ύπνο, το άτομο βγαίνει από το λουτρό βύθισης, βυθίζεται σε ένα καροτσάκι πλυσίματος και μεταφέρεται στο ντους. "Κάντε ένα διάλειμμα" από μια δύσκολη μέρα εργασίας επιτρέπεται όχι περισσότερο από 15 λεπτά. Έκτοτε, το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης εφαρμόζεται πρακτικά αμετάβλητο.

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Έρευνα για το μοντέλο της «ξηρής» βύθισης / Oleg Voloshin

Είναι καλό στο διάστημα, είναι καλύτερα στη Γη

Σε ένα άτομο μακριά από τη διαστημική βιολογία, μπορεί να φαίνεται ότι κατά τη διάρκεια της 55χρονης ιστορίας της επανδρωμένης αστροναυτικής, ο άνθρωπος στο διάστημα έχει μελετηθεί πάνω-κάτω. Αλλά αυτό είναι μόνο εν μέρει αλήθεια.

Ναι, οι βασικές κανονικότητες που συμβαίνουν με έναν αστροναύτη κατά την πτήση είναι γνωστές - σε μηδενική βαρύτητα, η καρδιά και τα αιμοφόρα αγγεία λειτουργούν διαφορετικά, ο όγκος του υγρού στο σώμα μειώνεται, εμφανίζονται μυϊκή αδυναμία και ψευδαισθήσεις κίνησης. Αλλά κανένας επιστήμονας δεν θα σας πει ότι όλες οι ανοιχτές αλλαγές είναι λεπτομερείς και δεν απαιτούν περαιτέρω μελέτη.

Παρά το γεγονός ότι εκατοντάδες άνθρωποι έχουν βρεθεί στο διάστημα, οι πιο εκτεταμένες βιολογικές έρευνες σπάνια περιλαμβάνουν περισσότερους από 15-20 αστροναύτες. Ακόμη και μια τόσο μικρή, από την άποψη της στατιστικής ανάλυσης, μια ομάδα απαιτεί αρκετά χρόνια προπαρασκευαστικής εργασίας, συχνά τη δημιουργία νέου εξοπλισμού (κατάλληλο για τις αυστηρές απαιτήσεις του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού) και εκπαίδευση αστροναυτών σε όλες τις περιπλοκές του βιολογικές έρευνες.

Μακριά από τη φασαρία της γης, η έρευνα προχωρά με αξιοπρέπεια και μετρήσεις - κατά κανόνα, από τρεις έως πέντε κοσμοναύτες μπορούν να συμμετέχουν σε ένα πείραμα το χρόνο και από τη στιγμή της δημιουργίας μιας υπόθεσης μέχρι τους καρπούς του μπορεί να διαρκέσει δέκα με ενάμιση χρόνο.

Πολλές μελέτες γίνονται συχνά παράλληλα, τόσο στο διάστημα όσο και σε «ξηρή» βύθιση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη σύγκριση των παρατηρούμενων αλλαγών. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι επτά ημέρες πτήσης στο διάστημα και επτά ημέρες βύθισης προκαλούν παρόμοιες αλλαγές στο καρδιαγγειακό σύστημα που σχετίζονται με αλλαγές στην ισορροπία υγρών στο σώμα.

«Εκείνο το βράδυ κοιμήθηκα επτά ώρες, είναι καλύτερα, το σώμα προσαρμόζεται σε ασυνήθιστες συνθήκες. Αποδείχθηκε ότι οι δοκιμαστές χωρίζονται σε αυτούς που υποφέρουν περισσότερο από την πλάτη και σε αυτούς που έχουν στομάχι. Έχω κοιλιά. Υπάρχουν όμως και εκείνοι που δέχονται ένα σωρό εκπλήξεις. Επομένως, ένα από τα αγαπημένα αστεία των ερευνητών είναι να προτείνουν στον δοκιμαστή, που έχει βγει από το μπάνιο, να ξαπλώσει ξανά εκεί και να ξεκουραστεί.

Εάν το ίδιο το πείραμα διεξάγεται από δύο δωδεκάδες επιστήμονες, τότε η καθημερινή ζωή συνδέεται με τις ομάδες καθήκοντος. Η ομάδα εφημερίας ταΐζει τους δοκιμαστές τρεις φορές την ημέρα, παρακολουθεί το κυκλόγραμμα της ημέρας, παίρνει αίμα και σάλιο για ανάλυση, φέρνει μια πάπια για μικρές ανάγκες και βοηθά τους επιστήμονες στη διεξαγωγή δοκιμών.

Το πιο ενδιαφέρον πράγμα συμβαίνει το βράδυ. Όλη μέρα, οι δοκιμαστές, σαν μέδουσες, ταλαντεύονται στα μπάνια, αλλά μερικές φορές τους βγάζουν. Ορισμένες εξετάσεις απαιτούν πρόσβαση στο σώμα. Κάθε λεπτό έξω από το λουτρό καταγράφεται.

Και το βράδυ για 15 λεπτά πραγματοποιούνται διαδικασίες υγιεινής σε συνθήκες βαρύτητας. Η ομάδα περιλαμβάνει ανελκυστήρα. Ο δοκιμαστής κυλά στον καναπέ και φέρεται στη ζυγαριά και στο μετρητή ύψους. Σηκώνεται με τη βοήθεια ενός γιατρού και μετρά τους δείκτες. Στη συνέχεια, ο ελεγκτής τοποθετείται σε μια τουαλέτα με μια συνηθισμένη λεκάνη τουαλέτας για να πάει πολύ, μετά ξαπλώνει στον καναπέ του πλυσίματος και κάνει ντους ξαπλωμένος. Σε αυτό το σημείο, η ομάδα σκουπίζει τη μεμβράνη και αλλάζει το φύλλο στο μπάνιο. Πιο πέρα στο δωμάτιο ντους, κατόπιν εντολής του ελεγκτή, καλυμμένο με μια πετσέτα, φέρνει έναν καναπέ με καθαρά σώβρακα και κάλτσες. Κυλάει μόνος του και ντύνεται ξαπλωμένος. Τον πηγαίνουν στο μπάνιο, τον ξεφορτώνουν, τον φοράνε ένα μπλουζάκι με αισθητήρες από το πείραμα «Sleep» και τον βυθίζουν στο μπάνιο. Όλα σε 15 λεπτά το πολύ. Η πραγματική «Formula-1».

Σχεδόν πανομοιότυπες αλλαγές στην πτήση στο διάστημα και στη βύθιση συμβαίνουν με τους μύες: ο τόνος τους μειώνεται και η δύναμή τους μειώνεται. Και στις δύο περιπτώσεις, αυτό οφείλεται στην έλλειψη υποστήριξης. Όπως αποδείχθηκε, η υποστήριξη είναι απαραίτητη για την κανονική λειτουργία του μυοσκελετικού συστήματος - τα οστά, ελλείψει φορτίων σοκ που συμβαίνουν στη Γη κατά το περπάτημα και το τρέξιμο, χάνουν ασβέστιο και γίνονται εύθραυστα. Σε μηδενική βαρύτητα, τα εύθραυστα οστά δεν είναι επικίνδυνα, αλλά όταν επιστρέφουν στη Γη και όταν είναι υπερφορτωμένα, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τραυματισμό.

Ελλείψει υποστηρικτικών ερεθισμάτων, δεν υποφέρουν μόνο τα οστά αλλά και οι μύες. Μόλις ο αστροναύτης περάσει σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας, οι μύες του αρχίζουν να χάνουν τον τόνο τους, κάτι που οδηγεί σε λειτουργικές αλλαγές μέσα σε λίγες εβδομάδες. Όταν εκτίθενται σε «ξηρή» βύθιση, συμβαίνει το ίδιο - από μέρα σε μέρα οι μύες χάνουν τον τόνο και τη δύναμή τους και όταν αφαιρούνται από τη βύθιση, τα άτομα αισθάνονται σαν ψάρια πεταμένα στην ξηρά.

Οι μονοκατευθυντικές αλλαγές επιτρέπουν στους επιστήμονες να διεξάγουν πιο λεπτομερείς μελέτες στη Γη, ελευθερώνοντας έτσι τον χρόνο των αστροναυτών για άλλες εργασίες.

Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας στην πτήση στο διάστημα είναι η μείωση της φυσικής δραστηριότητας. Παρά το γεγονός ότι κάθε μέρα οι κοσμοναύτες κάνουν μεγάλη εργασία, μάλλον κινούνται ενεργά γύρω από το σταθμό και κάνουν σωματικές ασκήσεις, το φορτίο στο σώμα παραμένει σημαντικά μικρότερο από αυτό της γης. Κάθε τι με το οποίο αλληλεπιδρούν δεν έχει βάρος, ούτε καν οι ίδιοι. Κατά συνέπεια, απαιτείται πολύ λίγη μυϊκή προσπάθεια για την επίτευξη ενός κινητικού στόχου.

Υπό συνθήκες βύθισης, ο ελεγκτής απαγορεύεται να παράγει περιττές μυϊκές προσπάθειες και αυτό παρακολουθείται αυστηρά από τους ερευνητές. Σε αντάλλαγμα, το υποκείμενο λαμβάνει εντολή 3-4 ατόμων που εκπληρώνουν, όπως τα τζίνι, τις ανάγκες και τις επιθυμίες του.

«Βιώνω επιρροές στο σώμα μου που είναι παρόμοιες με την έλλειψη βαρύτητας κατά την πτήση στο διάστημα. Όπως και εκεί, πονάει η πλάτη μου (ευτυχώς, όχι πολύ), λίγο βουλωμένη μύτη και προβλήματα με αέρια στο στομάχι και τα έντερα.

Κάθε μέρα υποβάλλομαι σε τρίωρη ηλεκτρομυοδιέγερση των ποδιών, η οποία θα με διευκολύνει να επιστρέψω στη Γη σε δύο νύχτες. Θα επιστρέψω στη συνήθη όρθια θέση μου την Τρίτη το πρωί. Ένιωσα πολύ καλύτερα από τη δεύτερη μέρα της βύθισης, το σώμα το συνηθίζει. Αλλά η όρεξη μου δεν έχει επιστρέψει ακόμα, τρώω με προσπάθεια θέλησης.

Για πρωινό έχουμε γιαούρτια, διάφορα δημητριακά για να διαλέξετε, αποξηραμένα φρούτα. Μεσημεριανό: σούπα (ζωμός με αυγό, μανιτάρια, κεφτεδάκια κ.λπ.), κυρίως πιάτο, ποτό, ξερό ψωμί, σαλάτα. Για δείπνο, το κυρίως πιάτο και σαλάτα.

Τρώμε σε στάση με ένα μαξιλάρι κάτω από την πλάτη μας για να καταπίνουμε κανονικά. Αλλά ακόμα δεν είναι πολύ βολικό. Μόνο την πρώτη μέρα, πριν από την οξεία προσαρμογή, έφαγα τα πάντα, τώρα - λιγότερο από το ήμισυ της συνταγογραφούμενης δίαιτας.

Ποτά: τσάι, νερό, ζελέ και χυμός. Ο καφές δεν επιτρέπεται υπό τις συνθήκες του πειράματος.»

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι παρά την πρόοδο της τεχνολογίας, δεν μπορεί να γίνει όλη η έρευνα στο διάστημα. Στο μοντέλο «ξηρής» βύθισης, υπάρχουν σημαντικά λιγότεροι τέτοιοι περιορισμοί. Για παράδειγμα, η απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (τομογράφος σε τροχιά - ακούγεται φανταστικός!) Και η διακρανιακή μαγνητική διέγερση σε μηδενική βαρύτητα δεν έχουν πραγματοποιηθεί ποτέ, αλλά χάρη στα δεδομένα που λαμβάνονται κατά τη βύθιση, οι επιστήμονες έχουν μια ιδέα για το τι να περιμένουν στο διάστημα.

Υπάρχουν και τέτοιες μελέτες, η ρύθμιση των οποίων δεν είναι μόνο τεχνικά δύσκολη, αλλά ενέχει κινδύνους για τον αστροναύτη. Για παράδειγμα, μπορούμε να θυμηθούμε μια βιοψία - την αφαίρεση ενός μικρού κομματιού βιολογικού ιστού. Αυτή η εξέταση απαιτεί αποστειρωμένες συνθήκες χειρουργείου και τα χέρια ενός έμπειρου χειρουργού, αλλά ακόμα κι αν πληρούνται όλες οι προϋποθέσεις, υπάρχει μικρή πιθανότητα επιπλοκών. Για έναν αστροναύτη σε τροχιά, αυτός είναι ένας αδικαιολόγητος κίνδυνος. Παρόλα αυτά, τέτοιες μελέτες πραγματοποιούνται σε βύθιση και αποκαλύπτουν τα μυστικά ενός ασυνήθιστα πολύπλοκου σκελετικού μυός.

Πιο ΨΗΛΟΣ

Για να πούμε ακριβώς ποια αποτελέσματα μπορούν να ληφθούν χάρη στο μοντέλο «ξηρής» βύθισης, ας σταθούμε λεπτομερέστερα σε μια σειρά πειραμάτων που είναι αφιερωμένα στη μελέτη του πόνου στην πλάτη και στην αύξηση του ύψους των αστροναυτών κατά τη μετάβαση στη μηδενική βαρύτητα.

Ο πόνος στην πλάτη εμφανίζεται στους αστροναύτες τις πρώτες ημέρες των πτήσεων, καθώς και σε δοκιμαστές υπό συνθήκες «ξηρής» βύθισης. Κατά τη διάρκεια προηγούμενων μελετών, ήταν δυνατό να φανεί ότι υπό συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, λόγω αλλαγών στη μεταφορά θρεπτικών ουσιών, οι μεσοσπονδύλιοι δίσκοι αυξάνονται και συσσωρεύεται υγρό μέσα στις δομές τους. Επιπλέον, μπορεί να προκύψει πόνος λόγω της πρόσκρουσης στις ευαίσθητες ρίζες του νωτιαίου μυελού ως αποτέλεσμα της αύξησης του μήκους της σπονδυλικής στήλης.

Ο λόγος για αυτές τις διαταραχές, όπως φαίνεται από μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο Κρατικό Ερευνητικό Κέντρο της Ρωσικής Ομοσπονδίας - IBMP RAS για πολλά χρόνια, μπορεί να είναι η μείωση του τόνου των εκτεινόντων μυών της πλάτης. Η υπόθεση για την παρουσία μυών που εμπλέκονται στη διατήρηση της στάσης προτάθηκε από τον V. S. Gurfinkel το 1965.

Οι αλλαγές στον τόνο στους εκτεινόμενους μύες των ποδιών καταγράφηκαν λογικά σε προηγούμενες μελέτες μοντέλου. Επομένως, υπήρχε λόγος να πιστεύουμε ότι υπό συνθήκες μηδενικής βαρύτητας, ο τόνος των μυών της πλάτης μειώνεται επίσης, οι οποίοι εμπλέκονται στη διατήρηση της στάσης στη Γη (ονομάζονται "στάση"), όπου το βαρυτικό φορτίο τους κάνει να παραμένουν σε καλή φόρμα.

Για να ελεγχθεί αυτή η υπόθεση, διεξήχθη μια σειρά πειραμάτων μοντέλων με «ξηρή» βύθιση διαφόρων διαρκειών - από έξι ώρες έως πέντε ημέρες. Ταυτόχρονα, διερευνήθηκε ο τόνος των μυών της πλάτης με τον προσδιορισμό των δεικτών της εγκάρσιας ακαμψίας τους. Παράλληλα με τα μέσα της δόνησης συντονισμού, μυοτονομετρίας, μαγνητικής τομογραφίας, μελετήθηκαν αλλαγές στη σπονδυλική στήλη. Επιπλέον, οι επιστήμονες μέτρησαν το ύψος ενός ατόμου και αξιολόγησαν τη φύση του συνδρόμου πόνου που προέκυψε.

«Έχω ξεκινήσει την τελευταία, πέμπτη ημέρα ξηρής εμβάπτισης στο IBMP RAS. Η κατάσταση της υγείας είναι καλή. Έχω σχεδόν προσαρμοστεί στην υπό όρους έλλειψη βαρύτητας. Αύριο το πρωί, μια εγκοπή και πολλές δοκιμές. Σήμερα είναι αρκετά κι αυτοί.

Κατά τη διάρκεια της βύθισης, οι δοκιμαστές συμμετέχουν σε διάφορα πειράματα. Αυτή είναι η μελέτη του κατωφλίου πόνου ("Αλγομετρία"), και των αλλαγών στην όραση κατά τη βύθιση, και της ικανότητας ελέγχου του φορτίου με το πάτημα της παλάμης ("Δυναμόμετρο") και το πάτημα του ποδιού ("Πεντάλ").

Πολλά όργανα που είναι τώρα διαθέσιμα βρίσκονται είτε στο ISS είτε χρησιμοποιούνται πριν και μετά την πτήση για πειράματα με αστροναύτες.

Στον ελεύθερο χρόνο μου ακούω μουσική και διαβάζω το βιβλίο Beyond the Earth.

Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε ότι το σύνδρομο πόνου δεν ανήκει στον ριζικό πόνο, αλλά είναι μυϊκό χαρακτήρα, χωρίς ακτινοβολία. Η παραμονή σε συνθήκες βαρυτικής εκφόρτωσης συνοδεύεται από μείωση του τόνου (ή πλευρικής ακαμψίας) των εκτατών της πλάτης, που ανήκουν στην ομάδα των μυών της στάσης, και είναι ιδιαίτερα έντονη τις πρώτες ώρες και ημέρες αυτή η διαδικασία.

Οι ίδιες αλλαγές οδήγησαν σε αύξηση του ύψους του αστροναύτη υπό συνθήκες μικροβαρύτητας. Στην οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης, σύμφωνα με δεδομένα μαγνητικής τομογραφίας, το ύψος των μεσοσπονδύλιων δίσκων αυξήθηκε και η οσφυϊκή λόρδωση εξομαλύνθηκε.

Στην ομάδα των μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν προφυλακτικά μέσα, όπως μια στολή "Penguin" αξονικού φορτίου και ένα σύμπλεγμα μυοδιέγερσης υλικού, η σοβαρότητα και η αξιολόγηση του συνδρόμου πόνου, καθώς και η αύξηση του ύψους, ήταν μικρότερες από ό,τι στην ομάδα των «καθαρή» βύθιση χωρίς τη χρήση προφύλαξης.

Όχι μόνο για χώρο

Το μοντέλο «ξηρής» βύθισης αναπαράγει αρκετά καλά τις κοσμικές διαταραχές, αλλά, επιπλέον, βοηθά επίσης στην καταπολέμηση ορισμένων ασθενειών. Για παράδειγμα, μια σειρά λουτρών κατάδυσης φέρνει ανακούφιση σε άτομα με υπερβολικά αυξημένο μυϊκό τόνο, γεγονός που τους εμποδίζει να κινηθούν πλήρως.

Το να κάνετε εμβαπτιζόμενο μπάνιο είναι ένας καλός τρόπος για να μειώσετε την αρτηριακή σας πίεση. Ο μηχανισμός της διαδικασίας είναι απλός: το νερό που περιβάλλει ένα άτομο πιέζει αίμα και λέμφο από τα περιφερειακά αγγεία στην κεντρική κυκλοφορία του αίματος, η οποία γίνεται αντιληπτή από το σώμα ως περίσσεια υγρού και οδηγεί στην απομάκρυνσή του (με φυσικό τρόπο - η ούρηση αυξάνεται) και μείωση της πίεσης. Παρεμπιπτόντως, για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα, η κατάδυση δεν χρειάζεται να είναι «στεγνή» - πιθανώς, πολλοί έχουν παρατηρήσει ότι ενώ κολυμπούν, αρχίζουν να θέλουν να χρησιμοποιήσουν την τουαλέτα και τώρα ξέρετε γιατί.

«Στις 9:30 το πρωί τελείωσε για μένα η πέμπτη μέρα ξηρής εμβάπτισης. Με έβγαλαν από το μπάνιο. Η ημέρα μηδέν είναι μια από τις πιο σημαντικές, για χάρη των δεδομένων αυτή την ημέρα οι δοκιμαστές μένουν ψέματα για πέντε ημέρες χωρίς υποστήριξη. Σε ένα γκαράζ με πήγαν στο εργαστήριο βαρυτικής φυσιολογίας, όπου έγιναν αμέσως δοκιμές στα πειράματα "Architecture", "Pose", "Field test" και στη συνέχεια DEXA, "Dynamometer", TMS, "Tonus", " Ισοκίνηση».

Η κατάστασή μου βελτιώνεται κάθε λεπτό, στην αρχή είχα πονοκέφαλο, σαν να έδωσα 450 χιλιοστόλιτρα αίματος που έδωσα, τα πόδια μου έτρεμαν λίγο στις εξετάσεις με κλειστά μάτια. Τώρα όλα είναι καλά και το στομάχι δεν πονάει.

Σήμερα διανυκτερεύω στο ινστιτούτο λόγω του πειράματος "Sleep". Στη συνέχεια, άλλες δύο ημέρες έρευνας, και 11 Απριλίου - η τελευταία μέρα στην οποία θα τελειώσει η περιπέτεια με τη βύθιση για μένα. Αυτή είναι μια πολύ ικανοποιητική εμπειρία που θα σας φανεί χρήσιμη στο μέλλον.

Είναι ενδιαφέρον ότι το επόμενο στάδιο εμβάπτισης προγραμματίζεται το φθινόπωρο στο IBMP - 21 ημέρες. Αλλά θα υπάρχει ένα ειδικό σετ».

Πρότυπα πειράματα πραγματοποιούνται σε ειδικά ιατρικά ή επιστημονικά ιδρύματα εξοπλισμένα με μοναδικό εξοπλισμό, υπό την επίβλεψη ερευνητών υψηλής εξειδίκευσης. Αυτή τη στιγμή, ένα πείραμα με τη χρήση πενθήμερης "ξηρής" εμβάπτισης πραγματοποιείται στο Κρατικό Κέντρο Ερευνών της Ρωσικής Ομοσπονδίας - IBMP RAS.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι αλλαγές που συμβαίνουν με το σώμα σε βύθιση μπορούν να προσομοιώσουν όχι μόνο την πτήση στο διάστημα, αλλά και την κατάσταση της γεροντικής σαρκοπενίας - ατροφίας των σκελετικών μυών που σχετίζεται με την ηλικία. Αυτή η εμβάπτιση είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί ηλεκτρομυοδιέγερση χαμηλής συχνότητας των μυών των ποδιών, με στόχο την πρόληψη αρνητικών μυϊκών αλλαγών. Κατά τη διάρκεια των μελετών σε νέους, αλλά μη καταρτισμένους εθελοντές, θα επιλεγούν τα πιο αποτελεσματικά πρωτόκολλα ηλεκτρικής διέγερσης.

Μετά την ολοκλήρωση της κατάδυσης, τα υποκείμενα θα πρέπει να υποβληθούν σε ποικίλα τεστ που θα αξιολογήσουν πώς έχει αλλάξει ο μυϊκός τόνος, η δομή τους, καθώς και η κάθετη στάση και το βάδισμα των εθελοντών.

Οι δημοσιεύσεις που είναι αφιερωμένες σε βιοϊατρικά πειράματα στο διάστημα και τη μοντελοποίησή τους είναι σπάνιες. Στο άρθρο μας, εξετάστηκε μόνο ένα μικρό μέρος αυτού του τεράστιου θέματος, το οποίο περιλαμβάνει την ευημερία των αστροναυτών στο σταθμό, εκτοξεύσεις δορυφόρων που κατοικούνται από ζώα,πειράματα μοντέλων με τη συμμετοχή πρωτευόντων και διαστημικών τεχνολογιών στην αποκατάσταση ασθενών.

Λογοτεχνία

I. B. Kozlovskaya, D. A. Maksimov, Yu. I. Voronkov, I. Sunn, V. N. Ardashev, I. G. Dorogan-Suschev, I. V. Rukavishnikov. Αλλαγές στην οσφυϊκή μοίρα της σπονδυλικής στήλης και οξύς πόνος στην πλάτη όταν εκτίθεται σε «ξηρή» βύθιση 3 ημερών // Κρεμλίνο Medicine. Κλινικό Δελτίο. - 2015. - Αρ. 2.

I. V. Rukavishnikov, L. E. Amirova, T. B. Kukoba, E. S. Tomilovskaya, I. B. Kozlovskaya. Επίδραση της βαρυτικής αποφόρτισης στον μυϊκό τόνο της πλάτης // Φυσιολογία του ανθρώπου. - 2017. - Νο. 3.