Атрофируются мышцы после космоса

Вопрос науки. Как космос делает из здоровых мужиков «развалин»

«Я не знал, что мне будет настолько плохо, когда я вернусь, — и физически, и морально. Мы, космонавты, здоровые мужики, а когда ты возвращаешься, то понимаешь, что ты развалина, тебе тяжело сидеть, у тебя болит спина, у тебя опухают колени, тебе тяжело двигаться».

О том, как ведет себя наш организм во время космических путешествий и по возвращении из них, рассказывает гость программы «Вопрос науки» Алексея Семихатова — кандидат биологических наук, летчик-космонавт Сергей Николаевич Рязанский.

Когда у космонавта максимальное сердцебиение?

Как говорили врачи, на старте пульс у меня выше 80 не поднимался. Я знал надежность нашей техники, я верил в профессионализм нашего экипажа, поэтому все было хорошо. А вот при посадке, помимо веры в собственные силы, возникают еще и чисто физиологические явления, потому что вестибулярка, которая не работала, начинает вдруг работать, перегрузки ощущаются гораздо тяжелее, чем то, когда ты тренировался перед полетом, потому что все-таки за полгода какая-то мышечная атрофия случается. Поэтому в общем физиологически тяжелее.

К чему труднее всего привыкнуть на орбите?

На орбите очень не хватает привычного живого общения с дорогими тебе людьми. Члены экипажа — это, конечно, здорово, да. Но у тебя есть семья, дети, друзья, с которыми можно пообщаться по телефону или по космическому скайпу раз в неделю, но это не то. Ты понимаешь, что живое общение очень ценно.

Каждому нормальному человеку очень важна человеческая коммуникация. И в нынешних условиях, когда многие сели в самоизоляцию, многие работают на удаленке, очень чувствуется, когда человеку нужно поговорить, пообщаться. Мы стали больше звонить друзьям, родным, поддерживая их и как-то с ними обсуждая сложившиеся проблемы. На самом деле у нас у всех эта потребность есть.

Что системно меняется внутри человека от длительного пребывания в невесомости?

Вы знаете, наш организм устроен удивительно: если мы что-то не используем, он это что-то начинает разрушать. Ему это не надо, и он тут же начинает «отбрасывать хвост». Ему не нужен скелет — у космонавтов достаточно серьезные потери кальция, меняются обменные процессы. Все это, правда, происходит постепенно. В первую очередь ты чувствуешь перераспределение жидкости в организме. У тебя постоянное чувство, что тебя подвесили вниз головой. И как-то, я помню, в первом полете, еще не привыкнув к невесомости, я проснулся, понял, что я вишу вниз головой, мне неудобно, голова еще не соображает, где я нахожусь. Развернулся — не помогло. Причем развернулся в очень маленькой каюте. В общем, в итоге, когда я утром пришел в себя, я спал, головой уткнувшись в мешок с носками и нижним бельем, который стоял в ногах. В итоге я реально перевернулся, делал это все на автомате.

Со временем ты перестаешь ощущать чувство переполненности головы несмотря на то, что, если мы посмотрим кадры космонавтов, у них достаточно одутловатые лица, как будто они вели нездоровый образ жизни. Но на самом деле это именно из-за невесомости. Именно поэтому в космосе проявляются такие своеобразные головные боли: из-за повышенного внутричерепного давления такая специфическая затылочная боль, которая, самое интересное, снимается даже не фармакологией, а просто спортом. Совет от опытных космонавтов молодым: если начинает болеть голова, не затягивая, пойди побегай, позанимайся спортом, кровь отхлынет к мышцам, и тебе станет легче.

Начинается мышечная атрофия. И с этим столкнулись как раз, если я не ошибаюсь, после первого полета известного космонавта Гречко, когда космонавты летали меньше месяца, но вернулись в достаточно нехорошем физическом состоянии. Именно поэтому космонавты на борту занимаются спортом минимум два часа каждый день. Это и беговая дорожка, и велотренажеры, и эспандер, и силовой тренажер у нас есть. Причем все мышцы потренировать нереально. Даже несмотря на наши многочисленные средства профилактики, достаточно грамотные и хорошо разработанные, все равно остаются мышцы, что называется, «позные», которые позволяют нам держать позу прямо, а в невесомости тебе не надо этого делать.

В условиях невесомости человек автоматически принимает так называемую позу усталой обезьяны. На самом деле это поза эмбриона, как мы располагаемся в утробе матери — как-то немножко скукожившись, ножки подогнуты, ручки согнуты. Вот это естественная поза для человека. Именно поэтому разрушаются мышцы, которые позволяли нам держать спину прямо. Я после полета начал сутулиться, мне родители периодически напоминают об этом. Межреберные мышцы, например, тоже разрушаются, гладкая мускулатура сосудов очень сильно ослабевает, потому что ей не надо сильно работать, выталкивая кровь против гравитационного столба. В общем, достаточно существенные воздействия.

Кстати, одно из недавних открытий сделали наши американские коллеги, которые вдруг обнаружили у своих американских астронавтов большие проблемы со зрением после полета. Самое интересное, у российских космонавтов этого раньше не было отмечено, и сейчас идут исследования. Скорее всего, как одна из версий, это как раз система профилактики, которая у нас сильно отличается от американской, потому что у нас делается упор в общем на выносливость, на жилистость. Американцы очень любят силовые упражнения, которые на самом деле тоже повышают внутри черепное давление.

Самое яркое впечатление от пребывания в космосе с точки зрения биологии тела человека?

Наверное, самое поразительное было, что перед полетом я уже 14 лет до этого работал, изучая так называемую космическую болезнь движений, и, когда прилетел на станцию, понял, что «а нету космической болезни движений, я себя чувствую прекрасно!». Не знаю, это образ тренировки или физиология, спасибо маме с папой, но я себя чувствовал прекрасно. То есть сам себя накрутил, что будет сложно и плохо, прилетел, а там хорошо.

А второй сюрприз меня ждал, когда я вернулся на Землю. Я работал в отделе профилактики, я честно занимался физкультурой, я знал, как надо тренироваться. Но я не знал, что мне будет настолько плохо, когда я вернусь, — и физически, и морально. Космонавты не умеют болеть. Мы здоровые мужики, и когда ты вернулся, то понимаешь, что ты развалина, тебе тяжело сидеть, у тебя болит спина, у тебя опухают колени, тебе тяжело двигаться.

Понятно, что второй полет прошел гораздо легче. Я знал, что ожидает, на какие свои болезненные места надо обратить внимание. Но по первости это было достаточно большим сюрпризом, что действительно нужно восстанавливаться, нужно себя приводить в порядок, потому что я развалина после полета.

Вернувшись на Землю, ты постоянно, ежесекундно помнишь, что ты в этой чертовой гравитации. Потому что, если мы с вами сейчас поднимаем руку, вытянем ее вперед, мы не почувствуем ее веса. Мы привыкли, наши мышцы привыкли. Когда ты вернулся, у тебя каждое движение как будто с утяжелением. А утяжеление — всего-то вес твоей собственной конечности. Просто поднять руку почесать нос — это как будто ты с гантелей делаешь упражнения. И ты ни на секунду не забудешь, что ты уже не в тех условиях.

Какие лекарства космонавты берут с собой на орбиту?

Скажу честно: лекарства от всего. Потому что может случиться что угодно, у нас летают люди и возрастные, и бывали случаи, когда мне приходилось пломбы вставлять своим коллегам в полете. Опять же нарушение кальциевого баланса, вымывается кальций, вылетают пломбы. Были случаи, когда нам приходилось хирургическую операцию проводить на одном из наших американских коллег.

Мы все люди. Поэтому достаточно большой запас на все случаи жизни лекарств и различных других медицинских приспособлений. Мы все обязательно проходим подготовку по первой неотложной медицинской помощи. В каждый экипаж врача не поставишь, поэтому мы должны быть все взаимозаменяемы и все уметь оказать друг другу первую неотложную помощь. Плюс, конечно, у нас на связи очень опытные специалисты, их должность звучит как врач экипажа. Этот человек знает тебя досконально, выучил наизусть твою медицинскую карту, понимает, какую диету ты ведешь, какой образ жизни, и, основываясь на своем опыте, может предположить, что с тобой может случиться. Если что-то случается, первый звонок идет врачу экипажа. Вот у меня там, не знаю, прыщик вскочил, что делать? Левая пятка чешется.

Та история, которая случилась сейчас здесь на Земле, конечно, тоже внесла коррективы. У нас ужесточили санитарно-эпидемиологический режим. И если обычно карантин длится две недели перед полетом, то в этот раз экипажу, в состав которого входили Анатолий Иванишин, Иван Вагнер и Крис Кессиди, пришлось сидеть в карантине на Земле полтора месяца.

Что делать, если на космическую станцию попадет инфекция?

У нас есть корабль «Союз», он в нашей классификации называется «корабль-спасатель». Если вдруг что, мы можем в те же сутки вернуть пострадавшего члена экипажа на Землю. Но тем самым мы прервем программу экспедиции, на которую работают, не побоюсь этой цифры, тысячи человек. Это ученые, это инженеры. И, естественно, наши специалисты стараются свести к минимуму вообще шанс появления подобных инфекционных заболеваний.

На космонавтах лежит большая ответственность — устают ли они от этого?

Ну, наверное, немного устаешь, потому что, действительно, это груз ответственности. Ты понимаешь, что от тебя зависит результат всех научных экспериментов, инженерных каких-то программ. С другой стороны, ты с этой ответственностью смиряешься. Потому что подготовка не такая уж быстрая. У меня, например, подготовка к первому полету заняла десять лет. И ты понимаешь, что морально ты готов к тому, что самое главное в полете — это даже не твоя безопасность, а это ответственность перед всеми теми людьми, которые работают на космическую программу.

Когда, предположим, мы отработали какой-то импульс на корабле, ты сразу думаешь, во-первых, что может пойти не так в этой ситуации: импульс не до конца отработался, или двигатель плохо сработал, еще чего-нибудь, и, соответственно, что у нас следующее, к чему я должен быть готов. Дальше начинаешь думать: а что там может пойти не так, дай-ка я на всякий случай сделаю закладочку в книжке с нештатными ситуациями, чтобы быть готовым, или в голове прокручиваешь.

Я не скажу, что это прямо супертяжело. Ты обучаешься распределять свои силы, эмоции, предположим, по дню или по экспедиции. Ты понимаешь, что хорошо, мне нужна отдушина, отключиться от вот этой вот давящей ответственности, от постоянной работы, мне нужно хобби, увлечение. У кого-то это просмотр сериалов. Я очень много фотографировал. Все свободное время я тратил на фотографии нашей прекрасной планеты. И я же из этого полета привез 350 000 фотографий. Это было мое хобби. А космическое фотографирование — это такая фотоохота. Когда станция летит со скоростью 28 000 км/ч, у тебя есть несколько секунд, чтобы увидеть объект, навестись, сделать кадр. В общем, это тебя занимает на 100%, и это прекрасная отдушина, ты перестаешь фрустрировать на какие-нибудь там другие неприятные темы.

Главная сложность для человеческого организма при полете на Марс?

Сложностей будет несколько. И на самом деле все они решаемы. В первую очередь надо помнить о том, что нам нужна хорошая система профилактики. То есть мы должны подготовить человека, предположим, к высадке на поверхность другой планеты, где ему еще придется работать. И если до Луны мы можем долететь достаточно быстро, то до Марса нам лететь порядка 200–250 суток. Тут уже атрофия и все сопутствующие удовольствия раскроются в полной мере. Поэтому должна быть очень хорошо отработана система профилактики.

Второе — это, конечно, космическая радиация. Понятно, что у нас она присутствует и на станции, и дозы у нас повышенные, но не критично. Когда мы летим на Марс, придется пересекать радиационные пояса, там уже дозы достаточно большие. Понятно, что это все может быть решено с помощью баллистики или с помощью инженерных средств защиты, может быть, с помощью фармакологических средств. Но на самом деле именно этим и интересен полет к Марсу — тем, что будет достаточно большая технологическая отдача, очень много задач надо будет подготовить, решить, а все эти технологии прекрасно будут востребованы для жизни обычного человека здесь на Земле.

Я на самом деле очень рад, что появляются достаточно сильные частные игроки на космической платформе. Это не только Илон Маск, это и Джефф Безос, это и Ричард Брэнсон, это и Boeing, это и Lockheed Martin. На самом деле за ними будущее, потому что частная компания априори эффективней, чем государственная машина, — быстрее принимаются решения. Да, они делают ошибки, но они быстрее снова приступают к работе. Они заточены на зарабатывание, а не на освоение бюджетов. И понятно, что за ними будущее. И очень надеюсь, что именно они и станут одним из толчков все-таки в развитии человеческой космонавтики и, в частности, полета к Марсу.

Источник

Исследования показывают, как космос влияет на человеческий организм

Людям, грезящим космосом, следовало бы подумать о более насущных проблемах, нежели задаваться вопросами о существовании внеземных цивилизаций и отсутствии у них желания нас навестить или хотя бы услышать. В конце концов, мы уже не только довольно давно посылаем людей на орбиту, мы также говорим об уже почти ощущаемом на горизонте космическом туризме, радостно удивляемся планам мировых космических агентств поселиться на Марсе и новостям о частных компаниях, инвестирующих сотни миллионов долларов в изучение вопросов, связанных с выживанием на других планетах.

В космосе очень одиноко

«Космос — это суровая среда, очень редко прощающая человеческие ошибки и технические неисправности», — пишут исследователи в книге «Биология в космосе и жизнь на Земле: влияние космических полетов на биологические системы» (Biology in Space and Life on Earth: The Effects of Spaceflight on Biological Systems).

Но, к сожалению, человеческие ошибки и технические сбои – не единственные проблемы, о которых всем нам стоит подумать, перед тем как начать эпоху космической колонизации.

«Самая главная проблема в подобных миссиях — биомедицинская. И заключается она в том, как поддерживать здоровье человека в условиях долгого пребывания в подобных суровых условиях», — комментирует отставной астронавт Лерой Чиао.

Ниже рассмотрим примеры последствий, с которыми людям, летающим в космос, приходится сталкиваться как в рамках самих полетов, так и после их возвращения домой.

Может ли микрогравитация убить?

В кораблях тесновато

На первый взгляд может показаться, что невесомость – это одна из самых приятных вещей, связанных с космическими путешествиями, однако не стоит недооценивать микрогравитацию и ее влияние на биологические системы человека.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Нехватка гравитации в космосе ослабляет и делает менее эффективной нашу сердечно-сосудистую систему. Вместо того чтобы как обычно и без особых усилий распределять кровь по всему нашему организму, ее неэффективная работа позволяет крови концентрироваться в голове и груди, что существенно повышает риск развития артериальной гипертензии (постоянно высокого артериального давления). В более серьезных случаях, когда вследствие невесомости снижается эффективность подачи и распределения кислорода в организме, повышается риск развития сердечной аритмии.

Даже на космической станции на следить за здоровьем

Так как мышечная активность в условиях микрогравитации существенно снижается (мышцам не нужно бороться с земной гравитацией), некоторые главные мышцы организма при долгом нахождении человека в космосе начинают атрофироваться. Потеря мышечной массы и ее прочности являются непременным бонусом каждой долгоплановой космической миссии. Именно поэтому членам экипажа Международной космической станции предписано в обязательном порядке ежедневно выполнять в течение пары часов физические упражнения, направленные на укрепление икроножных мышц, квадрицепсов, а также мышц шеи и спины.

Частичная слепота в космосе

Проверки проходят постоянно

Риску последствий от долгого пребывания в космосе подвержена не только мышечная система человека. Были случаи, когда после продолжительного нахождения в космосе отмечались тревожные признаки нарушения зрения. И случаи эти, нужно признаться, оказались, к сожалению, не единичными.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Две трети астронавтов Международной космической станции сообщали о проблемах со зрением. Основное подозрение, по мнению специалистов из аэрокосмического агентства NASA, падает на изменения в распределении жидкости в полости черепа, в глазах и спинном мозге в ответ на условия, создаваемые микрогравитацией. Результатом этого является появление синдрома нарушения зрения ввиду повышения интракраниального давления. У нас этот синдром чаще всего называют внутричерепной гипертензией (ВЧГ). К счастью, технологии не стоят на месте, и однажды мы получим инструменты, позволяющие не только понимать, но и эффективно предотвращать появление последствий связи между внутричерепным давлением и микрогравитацией.

Неизбежность космического облучения

Выход в открытый космос это вообще отдельная история

Некоторые люди на Земле обеспокоены излучением электрических устройств вроде смартфонов. Интересно, что бы они сказали, если бы узнали, с каким уровнем излучения приходится сталкиваться человеку в космосе?

«В космосе мощность дозы облучения может быть в 100-1000 раз выше, чем на Земле», — комментирует Кери Зейтлин из Юго-Западного исследовательского института США.

«Само же излучение присутствует в виде космических лучей – высокозаряженных частиц, от которых нас на Земле экранируют магнитное поле нашей планеты и ее атмосфера».

Влияние этого воздействия на человеческий организм может выходить далеко за рамки нашего понимая здоровой среды. Средняя доза облучения, которой в течение года от естественных источников подвергается человек на Земле составляет 2,4 мЗв (миллизиверта) с разбросом от 1 до 10 мЗв. Все, что выше 100 мЗв, рано или поздно может привести к возникновению рака. Тем временем астронавты, находящиеся на борту Международной космической станции, могут подвергаться облучению в 200 мЗв. Если же говорить о межпланетных перелетах, то этот уровень вообще будет составлять около 600 мЗв. Даже полет на самую ближайшую соседнюю планету, Марс, может привести к возникновению генетических мутаций, разрушению ДНК-цепочек, а также к 30-процентному повышению риска развития рака.

К счастью, экипаж МКС находится под защитой от большей части излучения благодаря тому же магнитному полю, которое бережет нас на поверхности планеты. Но если речь идет о реальном полете на Марс, то никакой подходящий защиты для этого у нас пока нет. Решить этот вопрос пытается NASA, которое ведет разработку методов по оптимизации экранирующих средств, а также способов биологических контрмер в отношении радиоактивного облучения.

Грибковая инфекция

Если один раз такое увидел, уже не забудешь.

Несмотря на все наши старания обеспечить безопасность и чистоту внутри космических аппаратов, проблема появления и воздействия на человеческий организм патогенных организмов в космосе по-прежнему остается нерешенной. Согласно исследованию, опубликованному Американским сообществом микробиологов, уровень роста Aspergillus fumigatus (аспергиллус фумигатус), являющегося самой распространённой причиной появления грибковой инфекции у людей, совершенно не подвержен суровым космическим условиям.

Если такая банальная и распространенная вещь, как фумигатус, способна попадать и существовать на МКС, то, вероятнее всего, на станции могут иметься другие и уже более летальные патогенные микроорганизмы. Учитывая далеко от легкой доступность ближайшей больницы, любая инфекция на борту космического аппарата может привести к очень серьезным последствиям. Поэтому только дальнейшее улучшение жилищных условий и уровня гигиены, а также развитие технологий, способных обеспечить медицинскую диагностику и помощь в космосе, сможет уберечь астронавтов от больших проблем, начинавшихся когда-то, казалось бы, с самого малого и незначительного.

Нарушения психики у космонавтов

Никогда не было желания попробовать?

Не только физическое здоровье астронавтов, долгое время пребывающих в космосе, находится под угрозой. Нахождение в маленькой, герметично запертой космической консервной банке в течение долгих месяцев, в рамках которых вам приходится ежедневно общаться с одними и теми же людьми, осознавать то, что вы не можете даже просто удобно улечься на кровать или встать и свободно пройтись, – все это, а также многое другое может накалить ваше психическое состояние до предела и в конечном итоге нанести серьезную психологическую травму.

Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.

Результаты профинансированного аэрокосмическим агентством NASA исследования, связанного с проблемами долгого пребывания в космосе, показывают, что основная обеспокоенность американских астронавтов во время их миссий на борту Международной космической станции связана с вопросом о том, как себя вести с членами экипажа. В своем личном дневнике один астронавт писал о стрессе, который он испытал в рамках таких межличностных отношений:

«Мне очень хочется выбраться отсюда. Из этих тесных каморок, в которых тебе приходится проводить долгое время с одними и теми же людьми. Даже те вещи, на которые вы в повседневной обычной жизни, скорее всего, не обратили бы своего внимания, после определенного времени начинают здесь надоедать настолько, что способны свести с ума любого».

Исследований на тему безопасности и защиты психологического здоровья астронавтов в рамках их пребывания в космосе проводилось уже немало и будет проводиться еще больше с учетом увеличения времени продолжительности космических полетов.

Космонавты годами живут для этого.

Максимальная поддержка здоровья человека в период долгих космических полетов является очень серьезной проблемой и очень трудоемкой задачей для решения, однако даже это не останавливает людей, желающих стать космическими пионерами. В мире действительно есть люди, готовые буквально на все.

Несмотря на все риски, описанные в результатах многочисленных исследований, несмотря на все те потенциальные опасности, которые ожидают человека в космосе, несмотря на все те риски для здоровья наших биологических систем и психики, аэрокосмическое агентство NASA в 2016 году получило более 18 000 заявок на право стать астронавтами. Рекордное число! Остается лишь надеяться, что проводящиеся сегодня исследования в недалеком будущем действительно позволят нам осуществлять безопасные космические путешествия, по уровню угроз не обгоняющие обычные земные.

Источник