8.4. Медицинские аспекты

Величины перегрузок могут колебаться в пределах допустимой переносимости, но они во всех случаях не должны нарушать кро­воснабжения мозга.

Как показали многочисленные исследования, ускорения в на­правлении «голова—ноги» вызывают отток крови от головы и при­водят к заметным нарушениям деятельности мозга. Ускорения в направлении «грудь—спина» переносятся человеком гораздо легче и кровоснабжение мозга если и нарушается, то в заметно меньших пределах.

При перегрузках нарушается координация произвольных дви­жений. При этом пределы нарушений зависят от состояния и тре­нированности лица, оказавшегося в этих условиях, и пропорцио­нальны логарифму ускорения силы тяжести. Способность человека восстанавливать координацию движений при систематическом выполнении навыка в условиях перегрузок может служить отправ­ным положением для разработки общих основ специальной фи­зической подготовки космонавтов, но это не является предметом рассмотрения в данном учебнике.

Как было показано выше, физические нагрузки на организм человека, естественные на Земле, в космосе отсутствуют. Поэтому во время космических полетов возникает остеодистрофия, свя­занная с состоянием невесомости. Снижается резистентность (сопротивляемость) костно-опорного аппарата человека действию ударных нагрузок. Основным следствием изменения биомеха­нических свойств костной ткани, в первую очередь спонгиозной, является снижение ее минеральной плотности или насыщенности. На рис. 8.7 приведена зависимость механических свойств костных структур от их минеральной плотности.

С уменьшением минеральной плотности линейно снижаются предел прочности и модуль упругости. В условиях невесомости про­является в основном отрицательный баланс кальция и снижение минеральной плотности костной ткани некоторых элементов ске­лета. Потери минеральных компонентов из всех костей скелета составляют в среднем 0,4%. Однако по высоте скелета минераль­ная плотность изменялась не одинаково. Начиная с уровня пояс­ничных позвонков и ниже, минеральная плотность костной ткани снижалась. Время восстановления минеральной плотности по­ясничных позвонков после полета может в 2—3 раза превышать длительность полета. Этот факт позволяет спланировать режим послеполетной реабилитации космонавтов.

Установлено, что условия невесомости с точки зрения мине­рализации можно моделировать. Оказалось, что потери кальция в условиях космического полета соответствуют потерям, которые наблюдаются при длительном постельном режиме. Это позволяет рассматривать постельный режим как адекватную модель невесо­мости применительно к костной системе.

Неблагоприятное влияние реальной и моделируемой постель­ным режимом невесомости на механические характеристики кос­тей подтверждено экспериментами с крысами на биоспутниках и опытами с биоптатами костной ткани, взятыми у добровольцев после длительной гипокинезии (ограниченного движения).

В качестве средств профилактики костной атрофии можно при­менять искусственное нагружение, которое обеспечит уровень на­пряжений в скелете, соответствующий земным гравитационным нагрузкам или достаточно продолжительное воздействие (на­пример, одночасовое спокойное стояние при постельном режиме в остальное время предотвращает отрицательный кальцевый ба­ланс).