Физиологические закономерности формирования синдрома острой послеполетной дезадаптации космонавтов

На ближайшие десятилетия перспективные планы развития пилотируемой космонавтики в разных странах предусматривают расширение исследований, связанных с длительным пребыванием человека в космическом пространстве и подготовку к экспедициям на другие планеты, в частности – на Марс. Перспективы увеличения длительности космических полетов связаны с изучением механизмов адаптации человека к факторам космического полета и послеполетного периода [12].
Во время космических полетов отсутствие земной гравитации порождает три основных причины изменений, происходящих в организме человека в условиях невесомости: изменения афферентации в ЦНС с механо- и волюморецепторов, снижение до нуля гидростатического давления крови и других жидких сред организма, отсутствие весовой нагрузки на костно-мышечную систему. Изменение и ослабление афферентации с механо- и волюморецепторов обусловлено потерей массы отолитов, снижением напряжения познотонической мускулатуры и мышечных усилий при перемещении тела в связи с отсутствием необходимости преодоления сил земного притяжения, отсутствием рефлекторных реакций, направленных на сохранение равновесия тела, уменьшением растяжения полых гладкомышечных органов и сосудов, уменьшением деформации паренхиматозных органов вследствие отсутствия веса этих органов и их содержимого, снижением нагрузки на костно-суставной аппарат.
Указанные изменения афферентации в условиях невесомости приводят к нарушению привычного взаимодействия функциональных систем и возникновению сенсорного конфликта [16]. Дефицит импульсации с механо- и волюморецепторов в остром периоде адаптации организма к невесомости может сопровождаться снижением активности дорсального отдела гипоталамуса, гипоталамо-гипофизарной системы и ретикулярной формации с ослаблением ее восходящего и нисходящего влияния, что приводит к установлению нового уровня кортико-подкорковых взаимоотношений в виде снижения тонуса и уменьшения тормозящего влияния коры на подкорковые образования. В реальном космическом полете указанные изменения приводят к возникновению у космонавтов иллюзорных ощущений, повышению чувствительности рецепторов полукружных каналов вестибулярного анализатора и быстро наступающему укачиванию, а также к нарушению пространственной ориентировки тела и координации движений.
Снижение в условиях невесомости до нуля гидростатического давления крови и других жидких сред организма приводит к существенным изменениям в системе кровообращения и водно-солевого баланса человека (рис. 1). В их основе лежит перемещение крови и других жидких сред в краниальном направлении, сопровождающееся увеличением объема крови и повышением ее давления в сосудах головы, растяжением и стимуляцией механорецепторов предсердий и сосудисто-легочного пучка, что, в свою очередь, обусловливает включение рефлекторных и гуморальных механизмов, направленных на сохранение гемодинамического и водно-солевого гомеостаза [20].
Возникающие при этом срочные компенсаторно-приспособительные реакции связаны с торможением секреции антидиуретического гормона гипофиза, с уменьшением активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и торможением вазомоторного центра. Это приводит к частичной потере организмом жидкости и электролитов путем учащения диуреза, уменьшению объема плазмы крови, рефлекторному сужению легочных сосудов, расширению сосудов большого круга кровообращения, депонированию крови во внутренних органах и ограничению ее поступления в сердечно-легочную область. В более поздние периоды пребывания в невесомости к ним присоединяются приспособительные реакции, проявляющиеся в снижении общего объема массы эритроцитов и гемоглобина и приводящие к дальнейшему уменьшению объема циркулирующей крови. В условиях невесомости непосредственное смещение крови в верхнюю часть тела проявляется у космонавтов ощущениями прилива крови к голове, расширением сосудов головы, появлением тупых пульсирующих болей в голове, также наблюдается отечность кожи лица и шеи, набухание вен шеи и инъецированность сосудов склер глаз.
Отсутствие нагрузки на костно-мышечную систему в условиях невесомости, а также снижение мышечных усилий при статической и динамической работе, связанных в условиях Земли с преодолением силы тяжести, обусловливают общую недогрузку мышц, дефицит мышечной активности и уменьшение общего объема проприоцептивной импульсации. Указанные изменения приводят к нарушению координации движений и ослаблению функций нервно-мышечного аппарата, снижению интенсивности общего метаболизма, процессов структурно-пластического обмена в костно-мышечной системе, в общей гемодинамике организма.
При длительном нахождении в невесомости отсутствие нагрузки на костно-мышечную систему проявится у космонавтов нарушением координации движений, снижением способности к развитию мышечных усилий, замедлением выполнения двигательных актов, нарушением соразмерности движений по усилиям [14]. В последующем может появиться функциональная атрофия как скелетной, так и гладкой мускулатуры, нарушения ортостатической устойчивости космонавтов.
В целом, в условиях длительной невесомости у космонавтов, кроме перечисленных отклонений, наблюдается снижение обмена веществ, уменьшение массы тела, угнетение функциональной активности нейрогуморальной и иммунной систем, что сопровождается общей астенизацией организма и снижением его резистентности к неблагоприятному воздействию среды обитания [8; 18].
Применение на борту космонавтами комплекса профилактических методов и средств не предупреждает в полной мере развития в послеполетном периоде дезадаптационных нарушений. Результаты обследования экипажей космических летательных аппаратов после полетов (рис. 2) свидетельствуют о наличии у них отчетливых физиологических сдвигов.
После приземления и в ближайший послеполетный период состояние космонавтов, как правило, характеризуется общей астенизацией, угнетением или извращением реактивности организма, значительной детренированностью к ортостатическим и физическим нагрузкам, перестройкой гемодинамики, энергетического, пластического и водно-электролитного обмена, изменениями в афферентной системе, существенно затрудняющих возможности экипажа по действиям после посадки [2; 3; 4; 5; 10; 15; 21; 22].