В марте-апреле 2018 года в Институте медико-биологических проблем РАН проходит эксперимент «Эффективность низкочастотной ЭМС в предотвращении мышечной детренированности, развивающейся в условиях наземного моделирования условий космического полета», или иначе «сухая иммерсия» [1]. Автору этих строк удалось принять участие в этом исследовании добровольцем-испытателем.
Сухая иммерсия — это одна из моделей «космической» невесомости на Земле, разработанных в ИМБП после рекордного по продолжительности автономного полета (без стыковки с орбитальной станцией) пилотируемого корабля «Союз-9» в июне 1970 года.
Репортаж Наталии Деминой об эксперименте в ИМБП РАН
Экипаж в составе Андрияна Николаева и Виталия Севастьянова пробыл в замкнутом объеме корабля 17 суток 16 ч 58 мин 55 с без средств компенсации вредных факторов космического полета (в первую очередь невесомости). Вернувшись на Землю, космонавты не могли самостоятельно передвигаться и попали в госпиталь в тяжелом состоянии. После этого случая космические врачи-исследователи получили задачу смоделировать невесомость на Земле и разработать средства профилактики от ее неблагоприятного воздействия.
Одной из таких моделей стала сухая иммерсия, она позволяет наиболее полно воспроизводить один из основных эффектов невесомости — безопорность. Испытатель погружается в бассейн или ванну на пять суток (бывают еще трех и семисуточные эксперименты) с комфортной температурой (около 33 градусов Цельсия); вода закрыта тонкой пленкой, которая облегает тело со всех сторон, наружу выглядывают только голова и иногда руки. Кожу от пленки защищает простыня, которая меняется каждые сутки. Из одежды: носки, трусы и футболка.
В этом исследовании принимает участие 10 здоровых испытателей-добровольцев (пока только мужчины — из-за ряда бытовых и физиологических причин). Одновременно в двух соседних ваннах стенда сухой иммерсии лаборатории гравитационной физиологии сенсомоторной системы ИМБП РАН находится по одному человеку (раньше в небольшом бассейне лежали по два человека рядом).
Скучать в иммерсии не приходится, один эксперимент сменяется другим, ведь исследователей интересует работа в гипогравитации вестибулярного аппарата, тактильной, болевой, слуховой, кровеносной, зрительной систем организма.
Многие исследования аналогичны тем, что проводятся с космонавтами до и после полета, и на борту Международной космической станции. Так как воздействие сухой иммерсии по ряду параметров очень близко невесомости в космосе, то испытатели на Земле вносят большой вклад в «расширение статистики», учитывая, что экипаж российского сегмента МКС с 2017 года снизился с трех до двух человек [2].
Все пять суток рядом с испытателями находится дежурная бригада, состоящая из врача, лаборанта и техника/инженера, обеспечивающая трехразовое питание, по количеству калорий и составу аналогичное рациону космонавтов, а также круглосуточный контроль здоровья, исправности приборов. Каждый вечер испытателей поднимают из ванны на 15 минут для гигиенических процедур. Но, например, справлять малую нужду в течение суток приходится в утку, что в условиях иммерсии не так-то просто.
Каждые из пяти суток во второй половине дня проводится трехчасовая низкочастотная электромиостимуляция (ЭМС), которая помогает компенсировать вредное воздействие невесомости на космонавтов, а также полезна пожилым и больным людям с ограниченной подвижностью на Земле.
Стимуляция ощущается как точечные ритмичные похлопывания/покалывания по бедрам и голеням. Данные о состоянии испытателей, полученные в эксперименте с ЭМС, сравнят с данными иммерсий, без воздействия низкочастотного электромиостимулятора «Стимул-НЧ», созданного в конструкторском технологическом бюро «Биофизприбор» (Санкт-Петербург) [3].
Эксперименты по сухой иммерсии проводятся обычно не чаще раза в год, так как требуют больших трудозатрат по поиску финансирования, составлению научной программы, и оформлению значительного количества бумаг, ведь в исследовании участвуют люди. Но польза очевидна — коллеги из США признают эффективность российских мер профилактики в длительных космических полетах. Теперь же пришло время активно применять наработки космической медицины в практике на Земле (что, в общем-то, и происходит).
Отдельно отмечу, как испытатель, что пролежать 5 суток в ванне — это не отдых. И хотя есть люди, которые очень быстро и практически без неприятных ощущений проходят адаптацию к необычным условиям, большинство, как и космонавты на орбите, начинают чувствовать боль в спине, иногда метеоризм (вздутие живота и повышенное газообразование в кишечнике) и другие не самые приятные ощущения, в том числе нарушение сна. Но все эти моменты компенсируются вниманием персонала ИМБП и пониманием важности участия в таких исследованиях, где от каждого испытателя зависит успех работы ученых. И просто по-человечески приятно стать частью диссертации молодого исследователя, например, по особенностям периферической гемодинамики (капиллярам).
Несомненно, наступит время, когда в космосе будут собираться громадные пилотируемые комплексы, способные закруткой создавать «искусственную гравитацию», но до тех времен космонавты будут трудиться в невесомости, что подтверждает актуальность исследований в ваннах сухой иммерсии. Интересно, что этой осенью в ИМБП планируется провести рекордную за последнее годы иммерсию — 21 сутки.
Максимальная же длительность иммерсии за всю историю составляла 56 дней (Е. Б. Шульженко, И. Ф. Виль-Вильямс, 1973 год).
Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики,
член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ
Фото Олега Волошина (ИМБП РАН)
1. www.imbp.ru/WebPages/win1251/News/2018/immersion2018.html
2. Хохлов А. Пилотируемая программа МКС: грядут изменения? // ТрВ-Наука № 211, от 23 августа 2016 года.
зачем тогда космонавты нужны в космосе? если достаточно земных экспериментов по «невесомости»
хотя, подозреваю, смысла на сегодняшний день — полвека Космической эры — нет именно в последних
Эксперименты на Земле нужны, чтобы помочь космонавтам в космосе.
А люди в космосе расширяют наш мир.
Вообще -то первым применил метод иммерсии Шульженко Евгений Борисович, авиационный врач, доктор медицинских наук, профессор, работал в ИМБП зав. Лабораторией в здании, на Планеоной, где располагалась центрифугах, доставленная из Швеции для обследования космонавтов и кандидатов в космонавты. Там был оборудован специальный зал с ванной, Вода покрывалась особой, как бы невесомой непроницаемой тканью. Впоследствии Шульженко Е.Б. Работал 10 лет начальником Третьего главного управления при Минздраве СССР, очень много сделал для развития медицины оборонных отраслей, развития науки, он внедрил метод иммерсии для лечения отечных больных, специальные ванны были поставлены в прошлой 83 больнице ( ныне ФНКЦ ФМБА РОССИИ). Сегодня применяют старые методики, забывая, к сожалению, авторов. Хорошо, что хотя бы ссылку сделали на Щульженко Е. Б. И Инну Федоровну Виль-Вильямс.