Опыты над морскими свинками и сеансы у психолога: чем занимаются космические врачи

Полет первого человека в космос стал возможным не только благодаря созданию ракеты, но и достижениям космической медицины. Эта сфера развивалась задолго до запуска корабля с Юрием Гагариным, исследуя проблемы, с которыми может столкнуться посетитель космического пространства.

Еще в 1949 году первый космический медик Владимир Яздовский проводил исследования на мышах, кроликах, затем – на собаках. Благодаря его стараниям первый успешный полет псов состоялся 22 июля 1951 года: на высоту 100 км слетали и вернулись Цыган и Дезик. Затем в космос полетели Лайка, Белка и Стрелка. В этих миссиях ученые испытали скафандры, катапультные тележки и комплексы жизнеобеспечения. Они также регистрировали ЭКГ, артериальное давление, частоту дыхания и температуру тела. Эти и другие эксперименты на морских свинках, бактериях, крысах и мухах позволили подготовиться к отправке в космос первого человека.

С тех пор космическая медицина работает только со здоровыми людьми, исследуя влияние всевозможных внеземных условий на человеческий организм. Медики в первую очередь принимают участие в создании удобной кабины с подходящим человеку микроклиматом. Врачи также следят за пошивом скафандров, анализируют и подготавливают меню для МКС. Вдобавок они разрабатывают психофизиологические методы и критерии отбора и подготовки космонавтов к полету. Ученые изучают физиологическое действие отдельных факторов при моделировании их эффектов в лабораторных условиях на специальных установках и стендах (центрифуги, вибростенды, барокамеры).

Помимо этого медики, конечно, следят за космонавтами, пока те покоряют космос. Дело в том, что в условиях микрогравитации мышцы атрофируются, а управлять телом становится тяжело. Врачи внимательно наблюдают за любыми изменениями в организмах пациентов, обменных процессах, дыхательной системе и работе сердца. Все то же происходит по возвращении космонавта на Землю — медики проводят реабилитацию, используя постоянно модернизирующиеся разработки. Именно поэтому широкое развитие получили методы донозологической диагностики. К ним относится группа аппаратуры для исследования вегетативной регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Например, прибор «Экосан», разработанный ИМБП, с успехом применялся в 10 регионах мира для донозологического мониторинга состояния здоровья людей, подверженных повышенному воздействию стресса. Среди них также оказались водители, пилоты гражданской авиации и испытатели.

Одним из основоположников космической медицины стал физиолог Анатолий Григорьев. Его вклад в решение фундаментальных и прикладных проблем космической биологии позволил осуществлять самые продолжительные в мировой практике пилотируемые полеты на орбитальных станциях. Григорьев руководил наземными имитационными экспериментами, которые позволили научно обосновать и внедрить методы медицинского контроля, прогноза и управления состоянием человека. При его участии и под руководством в ИМБП проводились исследования животных в космических полетах и наземных экспериментах (проекты «Биоспутник», «Марс-500»).

Изменения в организме в условиях космического полета задействуют те же механизмы, что приводят к развитию различных заболеваний у пациентов на Земле. Это значит, что результаты исследований в космической медицине могут применяться в терапии и профилактике болезней для обычных людей. Так, например, методы донозологической диагностики помогают при профилактических осмотрах спортсменов, летчиков, водителей и операторов.

Проведенные под руководством Анатолия Григорьева исследования по изучению состояния костной ткани космонавтов позволили внедрить перспективные подходы к лечению остеопороза, детского церебрального паралича и других неврологических заболеваний. Его работы легли в основу создания аппаратов и методов для лечения декомпрессионных расстройств кислородно-гелиевыми смесями, а также создания отечественной телемедицины.

Так, был разработан костюм «Регент», который обычно используют в космосе для компенсации недостатка нагрузки на скелетно-мышечный аппарат. В то же время на Земле он служит реабилитационным средством для восстановления навыков ходьбы, правильной позной установки после перенесенного ишемического инсульта, черепно-мозговых травм или детского церебрального паралича. Костюм способствует расслаблению мышц, помогает избавиться от спазмов и восстановить мышечный тонус.

Также во время режима самоизоляции в Москве из-за пандемии коронавируса специалисты ИМБП РАН представили рекомендации по предотвращению воздействия пребывания в ограниченном пространстве на состояние опорно-двигательного аппарата человека. К методам профилактики относится электромиостимуляция, которая активно используется космонавтами на станциях «Мир» и МКС.

Во время миссий врача и космонавта разделяют тысячи километров. Но он должен оценить состояние здоровья и реакции физиологических систем подопечного, а в случае заболевания – поставить диагноз и назначить лечение. Именно поэтому космическая медицина позволила претворить в реальность телемедицину, которая обрела особую популярность во время самоизоляции. Так, совместно с МГУ имени М. В. Ломоносова впервые в стране была создана система подготовки медицинских кадров по телемедицине.

Помимо этого, входящая в Роскосмос Объединенная ракетно-космическая корпорация, подписала соглашение с компанией «3Д Биопринтинг Солюшенс» о создании биопринтера для магнитной биофабрикации тканей и органных конструктов в условиях невесомости на МКС. Его создание позволит печатать в космосе тканевые и органные конструкты, сверхчувствительные к воздействию космической радиации, например, щитовидную железу. В перспективе технология пригодится для коррекции повреждений тканей и органов космонавтов при длительных полетах. На Земле разработка подойдет для биопечати человеческих тканей и органов.

Не стоит забывать и про ментальное состояние космонавтов, за которым неустанно следят медики. Работы в области космической психологии направлены на изучение психики людей, находящихся в замкнутых объектах – кораблях, МКС, а также в исследовательских комплексах. Особенно это касается влияния сенсорной депривации, монотонности обстановки, ограниченного круга общения и потенциального развития клаустрофобии. Рекомендации, разработанные на основе этих данных, пригодились для анализа поведения людей на самоизоляции на пике пандемии COVID-19.

Как передает Роскосмос, перед российской космонавтикой стоят серьезные задачи по осуществлению межпланетных пилотируемых полетов. Для этого необходимо создание эффективных методов поддержания здоровья и работоспособности космонавтов в условиях высокого уровня радиации, невесомости и гипомагнитной среды.

В 2020 году Федеральное медико-биологическое агентство России сообщило о разработке стратегии развития космической медицины. Глава ведомства Вероника Скворцова рассказала об этом на онлайн-конференции по вопросам научно-практических исследований и организации медико-биологических экспериментов в космосе:

Бывший глава Роскосмоса Дмитрий Рогозин предположил, что колоссальные усилия потребуются в будущем для адаптации человека к длительным космическим полетам. Поэтому следует проводить больше медицинских и биологических экспериментов на МКС. Введение в состав российского сегмента МКС новых модулей создаст дополнительные возможности для совершенствования бортовых средств медицинского обеспечения и размещения аппаратуры для перспективных исследований.