Опасна ли е безтегловността за хората?
Автор: Алексей Петраш
Всъщност в орбита няма безтегловност. Издигайки се на височина от около триста и петдесет километра, астронавтите се оказват в така наречената микрогравитация. Това означава, че всички обекти на космическата станция имат тегло, но теглото е няколко пъти по-малко от това на Земята.
Първите идват в първите часове на полета. Това са нарушения на вестибуларния апарат, водещи до временна загуба на пространствена ориентация, нарушение на всички форми на зрителни движения (освен това микрогравитацията засяга както скоростта и точността на зрителната реакция, така и преразпределението на течности в тялото: кръв, лимфа и свободен поток на вода към горната част на тялото). С други думи, на астронавтите им прилошава, вие им се свят, не могат да извършват сложни действия, свързани с координацията на движенията. Такива нарушения на вестибуларния апарат се наричат още "болест на космическото пътуване" и се появяват при около половината от всички астронавти 24 часа след началото на полета. Учените все още не могат да обяснят в детайли природата на техния произход. В същото време е ясно известно, че след около 72 часа престой в орбита тези неприятни симптоми изчезват.
Интересно е, че Гагарин не е забелязал подобни нарушения по време на полета си (защото е прекарал само час и половина в космоса). Но полетът на втория космонавт Герман Титов продължи малко повече от един ден и той напълно изпита всички "прелести" на орбитата.
На първо място, това са нарушения на опорно-двигателния апарат: продължителното излагане на микрогравитация при астронавтите намалява контрактилитета на мускулните влакна и минералната плътност на костите, калцият и други минерали се измиват от тялото и съществува рискобразуване на камъни в бъбреците.
Проучвания на астронавти по време на космически полети, продължили няколко месеца, показват, че те могат да загубят до 1,0% от костната маса всеки месец, дори ако продължават да спортуват. След 4-5 месеца полет минералната плътност на костите намалява толкова много, че са възможни спонтанни фрактури на астронавтите при завръщане на Земята. Костите губят калций неравномерно. Най-вече се измива от областите на костта, които образуват ставите, т.е. те изпитват най-голямо натоварване в земни условия. Забавя се и процесът на ремоделиране - постоянното обновяване на костната тъкан.
Не само скелетните мускули страдат, но те се научиха да се справят с липсата на физическа активност на борда на орбиталните станции. Има и специални "бягащи пътеки" и товарни костюми, например, като българския "Пингвин" с притегателна сила от 45 до 60 кг, който имитира земното притегляне. Много по-опасна е атрофията на сърдечния мускул и общата анемия на хемопоетичната система. Факт е, че сърдечно-съдовата система е най-чувствителната към гравитация в човешкото тяло, тя е предназначена да работи в условия на постоянна гравитация. А липсата на гравитация води до намаляване на обема на кръвта, мекота на вените, отслабени барорецепторни рефлекси и намалена ортостатична стабилност.
Барорецепторите са клетки, чиито нервни окончания реагират на кръвното налягане. Барорецепторната система регулира кръвното налягане в горната част на тялото, в каротидните артерии, които захранват мозъка. Ако налягането намалее, барорецепторите включват системата за поддържане на налягането. Но ако налягането спадне твърде бързо, барорецепторите нямат време да работят и човекът може да загуби съзнание. Ортостатичната стабилност е способността за поддържаневертикално равновесие, тъй като “ортостаза” на латински означава “стоящ прав”. Например, пациент, който лежи в леглото в продължение на месеци, развива ортостатична недостатъчност: всеки опит дори да седне причинява големи затруднения.
Микрогравитацията засяга и мозъка. По този начин проучванията показват, че в мозъчната кора на плъхове в безтегловни условия функционалната активност на синапсите намалява. Освен това в тях е установена дегенерация на процесите на нервните клетки. Но плътността на мрежата от кръвоносни капиляри, напротив, се увеличи.
Причината за повечето от промените в човешкото тяло при микрогравитация не е напълно ясна. Но вече е ясно, че всички нива на тялото, чак до клетъчното, реагират на въздействието на „безтегловността“. Микрогравитацията засяга особено развиващите се клетки: в тях се инхибира процесът на синтез на протеини, образуването на клетъчната мембрана и цитоскелета, който помага на клетките да поддържат формата си. Структурните елементи на цитоскелета - актиновите нишки, които обикновено равномерно запълват обема на клетката, се изместват към краищата. Това променя функционирането както на рецепторите, така и на йонните канали. Клетката, така да се каже, адаптира жизнената си дейност към намалената гравитация.
Практически обаче всички смущения, причинени от въздействието на микрогравитацията, изчезват при завръщане на Земята. Въпреки че процесът на обратна адаптация към земните условия може да се забави с години.
Читателят може да има въпрос: защо всички тези изследвания се нуждаят от обикновен човек? Много е просто - днес редица технологии и техники, разработени в помощ на астронавтите, се използват успешно при лечението. И така, с помощта на товарни костюми (симулиращи гравитацията на Земята в орбита), сега се лекуват церебрална парализа, инсулт и болестта на Паркинсон.Учените провеждат изследвания за фармакологичните ефекти върху водно-солевия метаболизъм и изучават поведението на мускулните ензими при астронавтите - техните данни могат да помогнат за откриването на нови начини за лечение на такова сериозно заболяване като миопатия. Така че космическата медицина тепърва започва да служи на човека.