Одним из первых изменений, обусловленных частичной или имитированной невесомостью, является уменьшение объема плазмы. Когда тело находится в условиях невесомости, кровь больше не скапливается в нижних конечностях, как это происходит при ускорении 1 §, поскольку гидро­статическое давление понижено. Вследствие это­го в сердце возвращается больше крови, что при­водит к временному увеличению сердечного выб­роса и повышению артериального давления крови. Эти изменения сопровождаются повышением ар­териального давления в почках, что вынуждает их экскретировать избыточный объем мочи. Ре­акция на повышение давления крови — диуреза. Антидиуретический гормон, альдостерон, ангио-

^ Условия микроневесомости устраняют ^у большинство воздействий гидростатичес­кого давления, характерного для среды с ускорением 1 §, вызывая значительное уменьшение объема плазмы. Это измене­ние, обеспечивающее нормальное функци­онирование сердечно-сосудистой системы как в покое, так и при осуществлении мышечной деятельности в космическом пространстве, представляет серьезную про­блему при возвращении на Землю, вызы­вая ортостатическую гипотензию

Функции сердечно-сосудистой системы и по­казатели давления крови до и во время полета на космических кораблях "Салют-1" (23 дня в кос­мосе) и "Салют-4" (63 дня в космосе) измеряли у советских космонавтов. Во время полета измере­ния проводили с 13-го по 21-й день и на 56-й день пребывания в космосе. Никаких различий в показателях ЧСС, систолического объема крови и сердечного выброса до и во время космическо­го полета не обнаружено, тогда как систоличес­кое давление крови в условиях невесомости было слегка повышенным (табл. 12.5). Кроме того, ре­акция ЧСС на 5-минутную стандартную нагрузку на велоэргометре у участников полета на корабле "Салют-4" была практически одинаковой до и во время полета. У членов трех экспедиций на ко­раблях "Скайлэб", которые выполняли физичес­кую нагрузку с постоянной субмаксимальной ин­тенсивностью реакции ЧСС и давления крови были одинаковыми до и во время космического полета [7].

В табл. 12.6 приведены данные выполнения космонавтами субмаксимальной физической на­грузки до и во время 140-дневного полета на ор-

265

битальной станции "Салют-6". Нагрузка выпол­нялась с постоянной скоростью в течение 5 мин. В первый месяц полета показатели не отличались от тех, которые были получены на Земле, однако затем систолический объем крови, сердечный выброс и систолическое давление крови понизи­лись, а ЧСС повысилась. Эти изменения были относительно небольшими и могли отражать не­адекватную программу физических упражнений во время полета.

Результаты тестов, проводимых во время кос­мических полетов, указывают на точность и со­ответствие адаптационных реакций условиям ча­стичной невесомости. Это подтвердили исследо­вания членов экипажа "Скайлэб-4", у которых МП К увеличилось в течение 84-дневного полета (рис. 12.12) [31]. Это увеличение МП К, по мень­шей мере частично, было обусловлено ежеднев­ными тренировками во время полета. Следует от­метить, что у этих астронавтов не наблюдали ухуд­шение функций кардиореспираторной системы во время столь продолжительного пребывания в ус­ловиях невесомости.

Главный вопрос, который занимает специали­стов в области космических исследований, — спо­

собность членов экипажа быстро и адекватно адап­тироваться после возвращения на Землю. Мы уже упоминали о возможности возникновения посту-ральной гипотензии. Эхокардиограммы семи чле­нов четырех космических шаттлов показали: умень­шение конечно-диастолического и систолическо­го объемов в течение 1 ч после завершения полета, также при этом увеличилась ЧСС и повысилось артериальное давление и сосудистое сопротивле­ние [З]. Конечно-диастолический объем оставал­ся пониженным в течение 7 — 14 дней после поле­та. Эти изменения, хотя бы частично, могут объяс­няться уменьшенным объемом плазмы.

По мнению Конвертино и соавт., эти измене­ния могут быть обусловлены рядом других фак­торов [10]. Повышенная растяжимость венозной системы ног, когда в венах находится больший объем крови, может способствовать уменьшению конечно-диастолического объема. При имитиру­емых условиях микроневесомости ученые наблю­дали уменьшение объема икроножных мышц, что увеличивало растяжимость вен. Результирующее скопление крови в ногах уменьшает количество крови, возвращающейся в сердце, тем самым сни­жая конечно-диастолический объем. Эти сдвиги

Таблица 12.6. Функция сердечно-сосудистой системы при стандартной интенсивности работы (750 к'мин"¹) до и во время 140-дневного полета на корабле "Салют-6", М+т , п=2

266

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Дни

Рис. 12.12. Изменение МПК у трех членов экипажа

"Скайлэб 4" в течение 83 дней пребывания в космосе. Данные Соуина и соавт. (1975)

могут предотвратить специальные меры, направ­ленные на то, чтобы свести к минимуму атрофию постуральных мышц во время полета.

Масса и состав тела

Во время пребывания на постельном режиме, а также во время полета значительно изменяются масса и состав тела. У 33 членов экипажей "Апол-ло" масса тела в среднем уменьшилась на 3,5 кг, а у 9 астронавтов, совершивших полеты на кораблях "Скайлэб", — на 2,7 кг. Индивидуальные измене­ния массы тела характеризовались значительными колебаниями: от увеличения на 0,1 кг до уменьше­ния на 5,9 кг [24]. Снижение массы во время поле­тов продолжительностью 1 — 3 дня во многом обус­ловлено потерей жидкости. При продолжительнос­ти космического полета более 12 дней 50 % уменьшения массы тела обусловлены потерей жид­кости, остальные 50 % — в основном потерями бел­ков и жиров. Во время полетов на кораблях "Скай­лэб" были проведены тщательные анализы состава потерь массы тела [24]. Среднее уменьшение массы тела составило 2,7 кг, в том числе 1,1 кг жидкости организма; 1,2 кг жиров; 0,3 кг белков; 0,1 кг дру­гих источников. Потери жиров, очевидно, были следствием недостаточного потребления энергии.

ФИЗИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА КАК КОНТРМЕРА ПРОТИВ ВОЗДЕЙСТВИЯ УСЛОВИЙ МИКРОНЕВЕСОМОСТИ

Кратковременное и продолжительное пребы­вание в условиях микроневесомости переносится достаточно хорошо. Организм астронавта адап­тируется к этим условиям и функционирует так

же или почти так же, как в обычных условиях. Адаптационные реакции организма к условиям микроневесомости представляют серьезную про­блему, когда астронавт возвращается на Землю, о чем мы уже говорили. Главную озабоченность вызывают атрофия мышц, деминерализация кос­тей и ухудшение регуляции давления крови. Се­рьезную озабоченность вызывает также возмож­ное снижение уровня силы и повышенный риск постуральной гипотензии, особенно во время по­садки: что если астронавты не смогут выбраться из космического корабля в случае аварии или воз­никновения пожара? Все это вынуждает ученых, работающих в области космонавтики, искать наи­более эффективные контрмеры против воздей­ствий условий микроневесомости, чтобы обеспе­чить наиболее эффективное выполнение заданий астронавтам.

Одной из предлагаемых контрмер является тренировочная программа, осуществляемая в про­цессе космического полета. Как показывают дан­ные космических экспедиций на кораблях "Скай­лэб", увеличение продолжительности физических занятий и оснащенность различными тренажера­ми значительно предотвращают снижение мышеч­ной силы и даже повышают МПК [31, 38]. Кроме того, выполнение циклов упражнений максималь­ной интенсивности помогает астронавтам лучше подготовиться к возвращению в условия, где дей­ствует ускорение, равное 1 § [б]. Как показывают результаты исследований, даже одноразовая мак­симальная нагрузка способствует временному уве­личению объема плазмы и повышению чувстви­тельности артериальных рецепторов, контролиру­ющих давление крови, обеспечивая поддержание МПК.

Наконец, следует обратить большее внимание на создание специальных тренажеров, обеспечи­вающих проведение наиболее эффективных си­ловых тренировок в условиях микроневесомости с целью сохранения нормальных функций мышц. Конвертино, в частности, указал на целесообраз­ность использования тренажеров, обеспечиваю­щих эксцентрический режим движений с увели­чением нагрузки на мышцы и кости [8]. Выпол­нение упражнений с большим сопротивлением также способствует сохранению количества каль­ция в костях, удерживающих тело.

Физические упражнения, по-видимому, — наиболее эффективное средство в процес­се космического полета, обеспечивающее подготовку астронавтов к адекватной адап­тации в момент возвращения на Землю

В настоящее время важность применения ме­тодов физиологии мышечной деятельности для проведения исследований в области физиологии

267

космоса не вызывает сомнения. К сожалению, возможности проведения исследований физиоло­гических воздействий условий микроневесомос­ти весьма ограничены, а исследования воздействий имитируемой микроневесомости не дают точно­го представления о влиянии на организм челове­ка условий микроневесомости. Тем не менее это направление исследований представляет несом­ненный интерес для физиологов.

Мышечная деятельность очень редко осуществ­ляется в идеальных условиях окружающей среды. Жара, холод, влажность, условия повышенного и пониженного атмосферного давления оказывают специфическое воздействие на организм челове­ка. Космические исследования показали, как вли­яют на организм человека условия микроневесо­мости. В этой и предыдущей главе мы кратко рас­смотрели сущность всех этих условий и то, как организм человека адаптируется к ним.

До настоящего момента, в основном, мы изу­чали влияние физиологических переменных и факторов окружающей среды на нашу мышечную деятельность. В следующей части мы рассмотрим различные методы, способствующие повышению ее уровня. Начнем с изучения важности объема тренировок, рассмотрим, что происходит при яе-достаточном или чрезмерном объеме тренировоч­ных нагрузок.

Контрольные вопросы

1. Опишите влияние пониженного атмосферного давления, ограничивающие мышечную деятель­ность.

2. На какие виды мышечной деятельности отрица­тельно влияют условия высокогорья?

3. Опишите физиологические адаптационные ре­акции акклиматизации к условиям пониженно­го атмосферного давления.   ....

4. Улучшит ли спортсмен, занимающийся цикли­ческим видом спорта, спортивный результат в обычных условиях (на уровне моря) после пери­ода тренировочных занятий в условиях высоко­горья? Почему да или почему нет?

5. Что представляют собой условия повышенного атмосферного давления?

6. Как влияет погружение в воду на ЧСС? Чем это обусловлено?

7. Укажите факторы риска, обусловленные погру­жением в воду с задержкой дыхания и использо­ванием специального дыхательного аппарата ак­валанга.

8. Опишите физиологические и патологические проблемы, с которыми сталкивается водолаз, погружающийся на глубину 30 м и более с ис­пользованием акваланга.

9. При каких условиях водолазу требуется декомп­рессия?

10. Что такое невесомость? Что обозначает 1 ^?

11. Что происходит с мышцей в первые несколько дней наложения гипсовой повязки или пребы­вания в условиях невесомости? Какие мышцы наиболее подвержены воздействию условий не­весомости и почему?

12. Что происходит с костями в условиях имитируе­мой невесомости? Какие кости наиболее подвер­жены условиям имитируемой невесомости?

13. Какие физиологические изменения, обусловлен­ные условиями невесомости, приводят к сниже­нию объема плазмы в этих условиях?

14. Как изменяется МПК при продолжительном воз­действии условий невесомости? Примите во вни­мание показатели до, во время и после косми­ческого полета.

15. Какие меры могут восстановить астронавтов после воздействия условий невесомости во время воз­вращения на Землю?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вег1 Р. (1943). Еа ргевзюп Ьаготе1пдие. (М.А.НИсЬсосЬ РА.ННсЬсоск, Тгапв.). Со1итЬиз, ОН:

Со11е§е Воо1< Со.

2. ВооИ! Р.\У. (1982). Епёс1 оГИтЬ 1гптоЫИ2апоп оп 51(е1е1а1 ти&с1е. 1оита1 оГАррИей РЬуяою^У, 52, 1113-1118.

3. Вип§о М.\У., Со1с]^а1ег 0.3., Рорр К.Е., 5апс11ег Н. (1987). ЕсЬосагсИоегарЫс еуа1иапоп оГ врасе зЬише сге\утетЬегх. Зоита! оГ АррИей РЬу5ю1оеу, 62, 278 — 282.

4. ВизУА Е.К., КоШаз ]., Р;сопгеапяие Е., А1<еге К., Ргокор Е., Ва^ег Р. (1967). 1п К.Е.ОосИаП (Ей.), ТЬе епес15 оГ а1(Пиае оп рЬу5;са1 регГогтапсе (рр. 65 — 71). СЫса§о: Ат1е11с 1п&и(и1е.

5. ОаЛ ]М., ЕатЬеПаеп С..1. (1971). РШтопагу оху§еп Томску: А геу1е\у. Р11агтасо1оеу К.еу1е\у, 23, 37 — 133.

6. СопуеПто УЛ. (1987). Ро1епПа1 ЬепеП1§ оГтамта! ехеппзе ^&1 рпог (о ге(игп Ггот \уе1§Ь11ез5пе55. Ау1айоп, Зрасе, апй Епу;гоптеп(а1 МеШсте, 58, 568 — 572.

7. СопуегПпо У.А. (1990). РЬуяо1о§{са1 ас1ар1а1юп5 (о \уе1§Н11е55пез5: Ейес(5 оп ехегяБе ап(3 \уог1< регГогтапсе. Ехегске апс1 §рог1 §с1епсе5 Кеу;е^§, 18, 119 — 166.

8. Сопуетпо У.А. (1991). N6111-0111115011^ а8рес(5 т с1еуе1ортеп1 оГехегске соип1егтеа5иге&. ТЬе РЬу5ю1о^5(, 34, 8125-5128.

9. Сопуейто У.А., Айатв У/.С. (1991). ЕпЬапсеД уаеа! ЬаггоПех геаропэе с1ипп§ 24 Ь айег аси(е ехегс15е. Атепсап ^оигпа1 оГ РЬу5!о1о§у, 260, К570-К575.

10. СопуеПто У.А., Ооегг О.Р., §1е1п §.Ь. (1989). СЬап§е5 1п &\г.е апД сотрИапсе оГ 1Ье са1Г айег 30 с1ау5 оГ 51ти1а1е(1 п"псго§гау11у. 1оигаа1 оГАррЦе(1 РЬу51о1о§у, 66, 1509- 1512.

11. Со1е5 1.Е. (1968). 1лт§ Гипспоп: Ахте^теп! ап(1 аррИса1юп 1п те(11с!пе (2па ей.). РЬПас1е1рЫа: Оау15.

12. Оап;е15 ^., 01с1пс1§е N. (1970). Епес15 оГа1(ета1те ехровиге 1о а111(ис1е апД веа 1еуе1 оп \уог1(1-с1а55 т1с1с1!е-(31яапсе гиппегз. МесНсте апс1 §с1епсе т 5рог15, 2, 107 — 112.

13. РогЯег Р..1.0. (1985). Епес15 оГ сНЙегет аасеп! ргоШея оп регГогтапсе а14200 т е1еуаиоп. Ау;а1юп, Зрасе, апД Епу;гоптеп1а1 Мес11с1пе, 56, 785 — 764.

268