"Hay personas cuyo trabajo - que se extiende en una bañera": cómo estudiar el efecto de la ingravidez en la salud de los astronautas
Formando / / December 19, 2019
Hay personas cuyo trabajo - que se extiende en una bañera. Acostarse durante horas, incluso días sin fin (y se les paga por ella). Sin embargo, no les envidio - estamos hablando de los participantes de los experimentos científicos complejos, en los que los médicos de Instituto de Problemas Biomédicos de la Academia Rusa de Ciencias condiciones de exposición del estudio humanos similares a las condiciones ingravidez. Por sí misma, esta experiencia, ya que cualquier larga estancia en el espacio, lo que resulta en un mal funcionamiento del cuerpo.
Acerca de cómo y por qué fue inventado por medio de una inmersión "seco" y qué resultados de la investigación que le permite obtener, pedimos hablar con el personal IBMP RAS Amor Ilya Amirov y Rukavishnikov. Además, se sugiere a los participantes a familiarizarse con el diario "inmersión", que duró cinco días, un ingeniero y un divulgador de la cosmonáutica Alexander Khokhlov. Las grabaciones fueron hechas directamente durante el tiempo de experimento.
El permanecer en el espacio, incluso en nave espacial bien protegida, y afecta negativamente a la salud de los astronautas. En los vuelos espaciales casi todo para el cuerpo extraño y hostil - fondo de radiación aumentado, microgravedad, aislamiento, atmósfera artificial y la iluminación, y la monotonía de los estímulos sensoriales a conducir en nostalgia. Entre estos factores es específico sólo a la microgravedad de los vuelos espaciales y difícilmente reproducibles en condiciones terrestres.
En los albores de la era de la exploración espacial fue considerado como el principal peligro no es la microgravedad, y la sobrecarga, y es a él preparando activamente astronautas. Con el avance de la tecnología de los vuelos se hicieron cada vez más persistente, y en junio de 1970, los cosmonautas soviéticos Andrian Nikolayev y Vitaly Sevastyanov hacer un vuelo espacial primera larga de 18 días, conjunto de registros durante la duración del filtro continua, y regresó a la Tierra... y no puede soportar caminar. El estado de los astronautas era deprimente: atrofia muscular, reacciones negativas en la parte del sistema cardiovascular.
Este estado de cosas me llevó a dos conclusiones de los científicos. En primer lugar, la necesidad de desarrollar sistemas de prevención (por ejemplo sucede a otra vez!) Y, en segundo lugar, para estudiar el efecto de la ingravidez en el cuerpo humano (con el fin de comprender las leyes fundamentales de la influencia ingravidez). Quedó claro que, sin una gran cantidad de datos sobre los cambios en cada sistema de órganos para enviar astronautas al espacio es imposible. Pero la forma de estudiar el efecto de la ingravidez en el cuerpo humano sin espacio?
La inmersión en la ingravidez
Hacer los científicos han encontrado una solución salomónica a este problema - simulación de las condiciones de ingravidez en la Tierra. Tales simulan experimentos de vuelos espaciales llamado modelo (o modelos), y su efecto en el cuerpo similar a los efectos de la ingravidez. Dado que los principales factores que afectan a la condición de los astronautas, se convierten en la descarga física, cambios de líquidos y la falta de apoyo, y que constituyó la base de experimentos modelo.
En la ciencia moderna, ningún experimento un modelo no puede reproducirse en su totalidad las condiciones de ingravidez, por lo Dependiendo de lo que los científicos planean estudiar cuidadosamente objeto de estudio elegido y experimental modelo. Muy a menudo en el papel de "sujetos" son los animales de laboratorio tales como ratones y ratas, pero la información más valiosa para dar los experimentos modelo en la gente - voluntarios analizados.
Publicar fragmentos de registros que en su Facebook llevado a cabo ingeniero de diseño del instrumento espacial RTC, divulgador de la cosmonáutica Alexander Khokhlov, que participó en el experimento "Eficacia de baja frecuencia de EMC en la prevención de pérdida de acondicionamiento muscular, desarrollando en un ambiente terrestre de modelado los vuelos espaciales", que en marzo-abril de este año se llevó a cabo en el Instituto de Problemas Biomédicos de la Academia Rusa de Ciencias (CSE RF - IBMP RAS).
26 de de marzo de
Fuerza mayor, o el destino no pueden escapar
"Esta mañana, encontró que prueba, que estaba frente a mí, enfermo conseguido, me llamaron con urgencia a la IBMP, y entro en un día antes en el experimento. El baño de inmersión voy el jueves (el primero de la segunda pestaña). Se están experimentando, "Pose", "prueba de campo", "visión", "Breath", "H-Reflex", "Algometriya" y "Vulcan-I." En la "vista" Pongo pesos en los ojos (cuatro minutos), después de haber goteado analgésico. Por lo anterior se midió la presión intraocular a los astronautas, y luego fuimos en el aire. "
29 de de marzo de
¡Vayamos!
"Mi participación en el experimento se convirtió en una nueva fase. Alrededor de las 9:30, me sumergí en un baño de inmersión seca durante cinco días.
Agua, con una temperatura agradable, película, que se ajusta a mi cuerpo desde todos los lados cerrados. Se asoma sólo la cabeza y, a veces las manos. de la película protege la hoja de cuerpo, que cambia cada día. De la ropa: calcetines, pantalones cortos y camiseta.
El primer día va inusual. Nuevas sensaciones que empeoran por la noche. Nuestras vidas en baños de inmersión en seco una asistencia permanente en la brigada de trabajo de tres personas: un médico, técnico y de técnico.
Aburrido aquí no es necesario, sustituido por un experimento de experimento, los momentos cotidianos, también, lleva tiempo. Por la tarde, se inició la primera electromioestimulación de tres horas. Su presencia - la diferencia principal entre este experimento en un baño de inmersión seca anterior. CEM de baja frecuencia puede ayudar a superar los efectos dañinos de la ingravidez en los astronautas, así como las personas mayores con movilidad limitada en el mundo. se asemeja a la estimulación rítmica señalan palmada en los muslos y las espinillas ".
Para estudiar el efecto de la ingravidez en el cuerpo humano, hay varias maneras. Por ejemplo, esto se puede hacer en el incidente en un avión trayectoria parabólica. Eso es sólo la duración de la fase de la ingravidez en este caso es tan pequeña que no se puede hablar acerca de los efectos a largo plazo.
Para lograr efectos más fuertes que sólo puede tumbarse en la cama, en la que se omite el extremo de la cabeza. El reposo en cama dará lugar a la atrofia muscular y juncos sanguíneos permanentes en su cabeza traerá el estado del sistema cardiovascular del sujeto a la del astronauta. Sin embargo, se encuentran tendrá mucho tiempo - por lo menos varias semanas, preferentemente varios meses.
El más inusual y, al mismo tiempo la más aproximada a los efectos del modelo de gravedad cero - una inmersión "seco" (del Inglés. inmersión - "inmersión"), en el que el hombre durante unos días o semanas sumergido en el agua.
Invención, los siguientes modelo de observación ayudó - larga estancia en el agua afecta al cuerpo humano similar a la manera ingravidez. La primera inmersión de inmersión fueron "húmedo" - los sujetos estaban en la piscina con agua fresca durante varios días.
Por un lado, los científicos especulan acerca de la similitud de se confirmaron los cambios observados, pero por otro lado, debido al contacto constante con el agua en las personas iniciadas, literalmente, desprendiendo la piel. Probadores voluntarios no ayudan pomada protectora, y el lado de la piscina se convirtió en negro de nasevshego ellos y sebo oxidado. Además, los sujetos que no se ahogan, estaba prohibido a dormir en la piscina, y el deber de los médicos se vieron obligados a cerrar su paso.
adaptación aguda
"La primera noche en un baño de inmersión era difícil. Quedado dormido en torno a 00:00, pronto me desperté con una sensación extraña que me agarra el agua a través de la película, empecé a dolor de espalda, el estómago y luego tirado (comenzó a hincharse). Y finalmente dormido sólo dos horas por la mañana y seis ya he mirado en el techo.
De la mañana hasta las 10:00 de mis experimentos se realizaron con el estómago vacío. Por ejemplo, SPLANH en el que el ultrasonido mostró que tenía en el estómago y el intestino mucho aire. días suficientes en el baño. No tengo ningún apetito. Para la cena, planeo solo trago.
Dado que el período de regularización que solamente hablando, es difícil de leer y escribir, así que básicamente escuchando música en los auriculares. El aburrimiento no es necesario, la atención de los equipos de rescate y los investigadores que carecen.
Sin embargo, la buena. Un experimento se llama "kefir", y por la noche que beber una taza de producto sabroso y saludable ".
Se hizo evidente que el experimento en tales condiciones es imposible modelar y necesita una mejora sustancial. La versión más elegante de su mejora fue ofrecido en el Instituto de Problemas Biomédicos E. B. Shulzhenko y I. F. Wil Williams a principios de los años 70. Piscina cubierta impermeable gran superficie de tela que el sujeto se sumerge por completo en la columna de agua, pero que no toque los lados y el fondo de la taza. En la superficie, dejando sólo la cabeza y las manos del sujeto.
El modo de "Cabeza del profesor Dowell", bajo la estrecha supervisión de un médico y los investigadores voluntarios vidas en todo el experimento. La excepción es la higiene durante la noche - La suciedad no es tenido en alta estima entre los científicos. Antes de ir a la prueba del sueño se saca del baño de inmersión, inmerso en la camilla pomyvochnaya y llevado a la ducha. "Relax" es no más de 15 minutos permitidos en un día de trabajo pesado. Dado que el modelo de "seco" inmersión aplica prácticamente sin cambios.
En el espacio, así, el mundo está mejor
El hombre, lejos de biología espacial, puede parecer que una historia de más de 55 años de exploración espacial tripulada humana en el espacio estudiado a lo largo y ancho. Pero esto es cierto sólo en parte.
Sí, las leyes básicas que le suceden a un astronauta en vuelo, se conocen - en condiciones de ingravidez de una manera diferente de trabajo del corazón y los vasos sanguíneos, reduce la cantidad de líquido en el cuerpo, hay debilidad muscular y motor ilusión. Pero ningún científico le dirá que todos los cambios abiertos se describen en detalle y no requieren más estudios.
A pesar de que en el espacio que ha visitado cientos de personas, la mayoría extensos estudios biológicos rara vez incluyen más de 15-20 astronautas. Incluso tan pequeño, en términos de análisis estadístico, el grupo lleva varios años de trabajos preparatorios, a menudo creando un nuevo equipo (adecuado para los estrictos requisitos de la Estación Espacial Internacional) y la formación de los astronautas todas las sutilezas del biológica encuestas.
Lejos del bullicio de los estudios de la Tierra son tranquilo y medido - por lo general durante un año en una sola lata experimento participar de tres a cinco astronautas, y desde el inicio de la hipótesis de su fruto, para que pueda tomar media docena de años.
Muchos estudios se suelen llevar a cabo en paralelo, tanto en el espacio como en la inmersión "en seco" que nos permite comparar los cambios observados. Por ejemplo, se muestra que los siete días de los vuelos espaciales, y siete días de inmersión causa cambios similares en el sistema cardiovascular asociados con cambios en el equilibrio de líquidos en el cuerpo.
Gen. en inmersión, o "Formula 1"
"Esa noche dormí durante siete horas era mejor, las adapta a las condiciones del cuerpo inusuales. Resultó que los probadores se dividen en aquellos que sufren más atrás, y los que tienen el estómago. Mi estómago. Pero hay los que reciben un conjunto de sorpresas. Por lo tanto, uno de los chistes favoritos de los investigadores - es ofrecer un probador que salió del cuarto de baño, de nuevo echarse a descansar.
Si el experimento se llevó a cabo dos docenas de científicos, el modo de vida asociado con la brigada de guardia. Brigada de guardia alimentación de prueba tres veces al día, viendo día ciclograma toma para analizar la sangre y la saliva, con lo que el pato para necesidades pequeñas, ayudando a los científicos a realizar pruebas.
Lo interesante más pasando por la noche. Todos los probadores día, como las medusas, balanceándose en los baños, pero a veces se sacan. Para algunas pruebas es necesario tener acceso al cuerpo. Cada minuto se fija baño.
Y por la noche durante 15 minutos se llevan a cabo los procedimientos de higiene por gravedad. La brigada incluye ascensor. rollos de prueba en el sofá, y es llevado a la báscula y medidor de crecimiento. Se pone de pie con la ayuda de una actuación médico y medidas. A continuación, el ensayo se coloca en un inodoro convencional con el inodoro para ir en grande, después de que él se acuesta en el sofá y pomyvochnaya tomar una ducha acostado. En este punto, el equipo limpia la cinta y cambiar las sábanas en la bañera. Al lado del cuarto de baño en la prueba de equipo, toalla Ubicado importó sofá con pantalones cortos y calcetines limpios. Sólo él rollos y vestidos mintiendo. Su dovozyat al baño, sin carga, se puso una camiseta con sensores experimento de "sueño" y se sumerge en un baño. Todo de un máximo de 15 minutos. Este "Formula 1".
cambios casi idénticos en los vuelos espaciales y la inmersión se producen con los músculos: reducido su tono y disminuye el poder. En ambos casos, esto conduce a la falta de apoyo. Al final resultó que, el apoyo musculoesquelético necesaria para el funcionamiento normal - hueso en y libres de vibraciones que se producen en la Tierra cuando caminar y correr, calcio y se vuelven a perder quebradizo. En los huesos frágiles ingravidez no son peligrosos, pero cuando regrese a la Tierra, y en caso de sobrecarga puede causar lesiones.
En ausencia de apoyo de incentivos no sólo afecta a los huesos, sino también los músculos. Una vez que el astronauta entra en un estado de ingravidez, los músculos comienzan a perder su tono, que dentro de unas semanas y conduce a cambios funcionales. Bajo la influencia de la inmersión "en seco", lo mismo que sucede - de un día para perder el tono muscular y la fuerza, y cuando se retira de la sensación prueba de inmersión como un pez fuera del agua.
cambios unidireccionales permiten a los científicos para llevar a cabo estudios más detallados en la Tierra, liberando tiempo para otras tareas astronautas.
Otro factor importante de los vuelos espaciales - una disminución de la actividad física. A pesar del hecho de que todos los días los astronautas realizan una gran cantidad de trabajo mover muy activamente en las estaciones y participar en el ejercicio físico, la carga en el cuerpo permanece sustancialmente menor tierra. Todo con el que interactúan, no tiene peso, incluso a sí mismos. Por lo tanto, para lograr las metas del motor requiere muy poco esfuerzo muscular.
En el contexto de inmersión está prohibido probador de generar esfuerzo muscular innecesario, y esto fue investigadores estrictamente controlados. A cambio, el sujeto recibe una orden de 3-4 personas que realizan como un genio, sus necesidades y deseos.
horas de vuelo cuarto
"Siento que el impacto en su cuerpo, similar a la ingravidez en los vuelos espaciales. Como no, me duele la espalda (por suerte, no mucho), un poco la nariz tapada y hay problemas con los gases en el estómago y los intestinos.
Cada día que pasa tres horas pies electromioestimulación, que debía facilitar el retorno a la Tierra en dos noches. El martes por la mañana, fui de nuevo a la posición vertical habitual. Me sentí mucho mejor que en el segundo día de la inmersión, el cuerpo se acostumbra. Sin embargo, el apetito no se devuelve, se ha querido.
Para el desayuno, yogures, cereales diferentes para elegir, frutos secos. Almuerzo: sopa (caldo con huevo, setas, albóndigas, etc.), plato principal, bebida, pan seco, ensalada. Para la cena, plato principal y ensalada.
Comemos en una posición con una almohada bajo su espalda, a tragar normalmente. Pero todavía no es muy conveniente. Sólo en el primer día, antes del inicio de la adaptación aguda, que como todo ahora - menos de la mitad de la dieta de venta.
Bebidas: té, agua, jugo y gelatina. El café no debe estar en las condiciones del experimento ".
Es importante entender que, a pesar de los avances en la tecnología, no todos los estudios se pueden realizar en el espacio. En el modelo de "secos" de inmersión tales restricciones significativamente menor. Por ejemplo, la resonancia magnética (MRI escáner en órbita - suena fantástico!) La estimulación magnética transcraneal Y ingravidez no se lleva a cabo ni una sola vez, pero gracias a los datos obtenidos en la inmersión, los científicos tiene una idea de qué esperar en espacio.
Hay algunos estudios que la declaración no sólo es técnicamente difícil, pero también conlleva riesgos para el astronauta. Por ejemplo, recordar biopsia - extracción de una pequeña muestra de tejido. Este estudio requiere condiciones estériles operativo cirujano experimentado y las manos, pero incluso con todas las condiciones que hay pocas posibilidades de complicaciones. Para los astronautas en órbita este riesgo innecesario. Sin embargo, estos estudios se llevan a cabo en la inmersión y le invitan a explorar los secretos de extremadamente difícil músculo esquelético arreglado.
más alto
A decir exactamente qué resultados se pueden lograr gracias al modelo de "seca" de la inmersión, de permanencia en una serie de experimentos dedicados al estudio del dolor de espalda y aumentar el crecimiento de los astronautas durante la transición a ingravidez.
El dolor de espalda se producen en los astronautas en los primeros días de vuelo, así como en la prueba de inmersión en un "seco". Estudios anteriores no pudieron demostrar que, en condiciones de ingravidez debido a los cambios transportar los nutrientes discos intervertebrales se incrementa, y dentro de sus estructuras acumulado líquido. Además, el dolor puede ser debido al impacto sobre las raíces sensibles de la médula espinal como consecuencia del aumento de la longitud de la columna vertebral.
La causa de estos trastornos, como se muestra por estudios llevados a cabo en el SSC RF - IBMP RAS durante un número de años puede ser una reducción en el tono muscular, extensores de la espalda. El supuesto de la presencia de los músculos implicados en el mantenimiento de la postura, fue presentada por V. S. Gurfinkel más en 1965.
Cambio de tono en la musculatura - extensor de la pierna registra regularmente en los estudios de modelos anteriores. Así que no había motivos para suponer que, en condiciones de ingravidez también disminuye el tono muscular que volver involucrados en el mantenimiento de la postura en el mundo (se les llama "dentro"), donde la carga gravitatoria hace que se mantendrá en buena forma.
Para probar esta hipótesis, una serie de experimentos de simulación con la inmersión "seca" de distinta duración - de seis horas a cinco días. Al mismo tiempo estudiado de nuevo el tono muscular con la medición de su rigidez transversal; paralelas medios de resonancia Vibrographs, miotonometry MRI investigaron los cambios de la columna vertebral. Además, los científicos midieron la altura y la naturaleza de las nuevas evaluaron el dolor.
pronto el hogar
"Empecé el último, el quinto día de inmersión seca en IBMP RAS. Se siente bien. Casi adaptado a la gravedad convencional cero. recreo de la mañana de mañana y una gran cantidad de pruebas. Hoy en día también están desaparecidos.
Durante la inmersión, los probadores están comprometidos en diversos experimentos. Este estudio del umbral del dolor ( "Algometriya"), y cambios en la visión de la inmersión, y la capacidad de controlar la carga de compresión de la palma de la mano ( "banco") y tocar los pies ( "pedal").
Muchos dispositivos que ya están disponibles o están a bordo de la ISS, o se utilizan antes y después del vuelo a experimentar con los astronautas.
En mi tiempo libre escucho música y leo un libro "Más allá de la Tierra".
Los resultados mostraron que el dolor no está relacionado con el dolor radicular, y es muscular en la naturaleza, sin irradiación. El permanecer bajo la descarga por gravedad se acompaña de tono disminuido (o transversal rigidez) montadores, que pertenece al grupo de los músculos posturales, haciéndolo en las primeras horas y días, este proceso va especialmente expresión.
Estos cambios dieron como resultado un aumento del crecimiento astronauta en microgravedad. En la columna lumbar, de acuerdo con la resonancia magnética, para aumentar la altura de los discos intervertebrales y alisado de la lordosis lumbar.
El grupo de investigación, que utiliza un medio de prevención, tales como la carga axial traje "Penguin" y hardware Mioestimulación complejo y la evaluación de la severidad del dolor, así como aumento de las tasas se compararon inferior con el grupo de inmersión "puro" sin el uso de medios la prevención.
No sólo por el espacio
Modelo de inmersión "en seco" bastante bien reproduce los disturbios cósmicos, pero aparte de eso, más y ayuda a combatir ciertas enfermedades. Por ejemplo, baños de inmersión por supuesto trae alivio a las personas con exceso aumento del tono muscular y evita que se muevan completamente.
Tome un baño de inmersión - una buena manera de disminuir la presión arterial. El mecanismo del proceso es simple: persona ambiente exprime el agua de los vasos sanguíneos y linfáticos en el flujo de sangre periférica central, Se percibe por el cuerpo como un exceso de líquido y conduce a su eliminación (naturalmente - el aumento de la micción) e inferior la presión. Por cierto, con el fin de lograr este efecto, la inmersión no es necesario ser "seco" - tal vez, muchos se han dado cuenta de que durante el viaje empieza a querer ir al baño, y ahora usted sabe por qué.
A la libertad con la conciencia tranquila
"Por la mañana a las 9:30 para mí terminó el quinto día de inmersión seca. Aprendí del cuarto de baño. Día cero - uno de los más importantes, por el bien de los datos en este día y probadores son cinco días sin apoyo. En la camilla, me llevaron a la fisiología gravitacional laboratorio, donde las pruebas se llevaron a cabo a la vez "Pose" experimentos "Arquitectura", "prueba de campo" y luego DEXA, "banco" TMS "Tonus" "Izokinez".
Mi condición está mejorando con cada minuto que pasa, primero dolía la cabeza como si hubiera pasado los 450 mililitros de sangre, un poco de agitación piernas con los ojos pruebas cerrada. Ahora todo es bueno y el estómago no se pierde nada.
Hoy en día, voy a pasar la noche en el Instituto para el experimento del "sueño". Luego, dos días más de la investigación, y el 11 de abril - el último día en el que la aventura con la inmersión para mí para terminar. Es una experiencia muy gratificante que será útil en el futuro.
Es interesante que la caída en el IBMP planeado siguiente fase de la inmersión - 21 días. Pero hay un conjunto especial ".
Los experimentos con modelos se realizan en establecimientos médicos o científicos especiales equipados con equipo único bajo la supervisión de investigadores altamente cualificados. Actualmente, la RF SSC - IBMP RAS está experimentando con el uso de una inmersión de cinco días "seco".
Curiosamente, los cambios que se producen en el cuerpo en inmersión pueden simular no sólo los vuelos espaciales, sino también el estado de la sarcopenia senil - atrofia relacionada con la edad de la musculatura esquelética. Esta inmersión se utiliza para los músculos de las piernas electromioestimulación de baja frecuencia por primera vez dirigidas a prevenir cambios adversos en el músculo. Los estudios sobre los voluntarios de prueba pequeños, pero detrenirovannyh serán seleccionados los protocolos más eficaces de estimulación eléctrica.
Después de la finalización de la prueba de inmersión debe pasar una serie de pruebas que evalúan cómo el cambio de tono muscular, su estructura, así como el soporte vertical y los voluntarios de la marcha.
Publicaciones, dedicadas a experimentos médicos y biológicos en el espacio y su modelado, son raros. En este artículo se considera sólo una pequeña parte de este vasto temas, incluida la salud de los astronautas a bordo de la estación, lanzamientos de satélites, animales habitadas, experimentos modelo con primates y la tecnología espacial en la rehabilitación de los pacientes.
literatura
I. B. Kozlovsky, D. A. Maksimov, Yu I. Voronkov, MI Sund, V. N. Ardashev, IA G. Dorogan-Sushchev, IA V. Rukavishnikov. Los cambios en la columna lumbar y espalda agudo dolor cuando se expone a 3 días de inmersión "en seco" // medicina Kremlin. Gaceta clínica. — 2015. — № 2.
I. V. Rukavishnikov, LA E. Amirov, T. B. Kukoba, E. S. Tomilovskaya, IA B. Kozlovsky. Influencia de la gravedad de descarga del tono de los músculos de la espalda // Fisiología Humana. — 2017. — № 3.