Медицина на орбите. Интервью с младшим научным сотрудником ИМБП РАН Викторией Кириченко

Перегрузки, микрогравитация, искусственная среда с непривычной микрофлорой — неотъемлемые факторы космического полета, с которыми не справиться без крепкого здоровья. Заботой о физическом состоянии космонавтов занимается мультидисциплинарный коллектив медиков и ученых. О том, как ведется эта работа, корреспонденту «Научной России» рассказала член этой команды — врач-хирург, младший научный сотрудник Института медико-биологических проблем РАН Виктория Владимировна Кириченко. Какие препараты входят в аптечку космонавтов на МКС? Как ведет себя организм в первые дни в условиях микрогравитации? Что может стать поводом для досрочного возвращения космонавта на Землю? Для чего экипажу МКС нужен аппарат КМА-01? Об этом и многом другом — в новом интервью нашего портала.

— Каким показателям здоровья космонавтов уделяется наибольшее внимание во время полета и в первые часы после приземления? С чем это связано?

— На первых этапах полета медицинские службы ориентируются на показатели систем организма, подверженных особенно сильному влиянию космической среды. Например, во время старта на человека воздействуют достаточно большие перегрузки, а сразу после выхода космического аппарата на околоземную орбиту он попадает в условия микрогравитации. Поэтому в данном случае врачам необходимо оценить функциональный резерв организма, чтобы понять, насколько успешно он справится со столь быстро меняющимися факторами среды. Необходимо также следить за состоянием сердечно-сосудистой системы и вестибулярного аппарата.

На этапе приземления мы ожидаем реадаптации организма человека к земному притяжению. Во время космического полета тело космонавта привыкает к микрогравитации. И ученые совместно с медиками поняли, что человек легче переносит и саму миссию, и процесс реадаптации к земным условиям, если мы влияем на сам процесс адаптации организма к космическому полету. Такой хитрый подход позволил разработать методы профилактики неблагоприятного воздействия факторов космического полета на организм человека, снижающие адаптационную нагрузку на космонавтов в условиях микрогравитации. Это нужно для того, чтобы в постполетный период им было легче адаптироваться к условиям земного притяжения.

Привыкание организма к микрогравитации приводит к тому, что в первые секунды после приземления организм начинает повторно перестраиваться соответственно обычным условиям. Конечно, это сопровождается физиологическими изменениями. Например, мы ожидаем, что космонавт будет хуже воспринимать вертикализацию. После посадки мы можем наблюдать ортостатические нарушения и проблемы с вестибулярной функцией.

Вопросы реадаптации будут играть особую роль при планировании миссий к другим небесным телам — например, Луне или Марсу, — поскольку работоспособность космонавта необходимо сохранять на всем протяжении космического полета, в том числе после посадки.

Наконец, после приземления мы также наблюдаем за общим состоянием космонавтов. И процесс послеполетной реабилитации уже предполагает более обширный комплекс медицинских мероприятий, направленных на восстановление всех функций организма.

— Какие препараты входят в аптечку космонавтов на МКС? Каким образом она составляется? Пользуются ли экипажи из разных стран совместными лекарственными запасами или аптечки космонавтов и астронавтов разделены?

— Медицинские системы российского и американского сегментов МКС существуют раздельно, но при необходимости и по договоренности можно совершать некоторый обмен.

Аптечки на борту МКС называются медицинскими укладками. Они формируются сотрудниками ИМБП РАН. В состав укладок входят те же препараты, которые мы используем в земных условиях, с единственной оговоркой, что эти лекарства должны быть адаптированы к космическим условиям и иметь определенный срок хранения. За этим наблюдают специалисты ИМБП РАН.

Медицинские укладки на МКС разделены по нозологическим направлениям. Они включают привычные лекарства — антибиотики, сердечно-сосудистые, жаропонижающие, обезболивающие, противовоспалительные, антисептические препараты, средства для купирования симптомов болезни движения, перевязочный материал. Помимо этого, в медицинские укладки входит диагностическое оборудование. Одним словом, они включают все то, что предположительно может пригодиться для самостоятельного разрешения космонавтами той или иной медицинской ситуации, возникшей на борту.

— Логичный вопрос, развивающий тему: с какими нарушениями здоровья космонавты на МКС сегодня могут справиться самостоятельно, а какие требуют досрочного спуска на землю?

— Космонавт может самостоятельно вылечить легкие травмы, порезы, легкие респираторные инфекции, нарушения сна, незначительные проблемы в работе желудочно-кишечного тракта.

Возвращение на Землю необходимо в экстренных ситуациях, требующих профессионального вмешательства. Сюда можно отнести тяжелые травмы, острые сердечно-сосудистые и хирургические патологии. С этими нарушениями космонавт не может справиться самостоятельно или при поддержке Центра управления полетами.

— Какую роль играют сотрудники ИМБП РАН в медицинском сопровождении космонавтов? Вы упомянули, что они составляют медицинские укладки для космонавтов. Какие еще функции можно отметить? Насколько большая команда отвечает за эту работу и какие специалисты в нее входят?

— Я бы даже сказала, что это не просто медицинское, а медико-биологическое сопровождение, поскольку обсуждаемая работа предполагает многопрофильность. Что это значит? Сотрудники ИМБП РАН участвуют в сопровождении космонавтов на всех этапах космического полета. Если мы говорим о пребывании космонавта на МКС, то в его космической командировке специалисты института следят за медицинским обеспечением космического полета, — сюда относятся и меры по поддержанию здоровья, и диагностика физиологического состояния, и предотвращение возможных медицинских ситуаций. Но это не все. Сотрудники ИМБП РАН следят также за качеством воды, состоянием воздуха, микробиологической составляющей среды обитания на борту МКС.

Кроме того, специалисты ИМБП РАН входят в состав бригады медицинского усиления, обеспечивающей медицинскую помощь во время стартов и посадок транспортных пилотируемых кораблей.

— Какие нарушения здоровья наиболее часты для космонавтов во время полета и в первое время после приземления? С чем это связано?

— Мы с вами уже говорили о том, что космическое пространство — агрессивная среда, действующая на организм с разных сторон. И влияние факторов космического полета на человека начинается с самого старта, а именно с перегрузок. В штатном космическом полете они достигают около 4–5 g.

При выходе на околоземную орбиту космонавт попадает в условия микрогравитации, и с этого момента в его организме запускается целый каскад физиологических реакций. Жидкостные среды из нижних отделов начинают перераспределяться в краниальную (головную) часть тела. Это запускает следующий этап реакций, связанных с тем, что организм получает сигнал о том, что в его верхних отделах скопилось слишком много жидкости, а значит, ее нужно выводить. Поэтому в первые дни пребывания в условиях микрогравитации человеческий организм выделяет больше жидкости, чем на Земле.

Кроме того, за счет перераспределения жидкостных сред происходит сдавление зрительного нерва, что может привести к временному ухудшению зрения. 

За счет сенсорного конфликта может возникнуть космическая болезнь движения. Нельзя сказать, что она проявится обязательно, но в целом это ожидаемо. 

Наконец, учитывая, что во время космического полета организм находится в искусственной среде обитания, необходимо отметить, что у человека могут возникнуть нарушения циркадных ритмов, проблемы со сном. Космический полет — это в целом огромный стресс для организма.

Далее, когда мы говорим о приземлении космонавта, нужно снова обратиться к термину «реадаптация». В этот период все сложные механизмы, за счет которых организм пытался приспособиться к условиям микрогравитации, начинают подстраиваться уже под условия земной среды. Необходимо сделать акцент на нарушении ортостатической устойчивости* организма после космического полета. Кроме того, во время космической экспедиции изменяются костно-мышечные структуры, и это также может влиять на состояние человека после возвращения на Землю.

— Если я правильно понимаю, за годы работы на МКС сформировалась своя микрофлора, отличная от той, что окружает нас в повседневности. Можно ли сказать, что это создает дополнительную нагрузку на иммунитет космонавтов? Используются ли во время предполетной подготовки какие-либо средства укрепления иммунитета, допустим, витамины или специальные препараты?

— Совершенно верно: на МКС сформировалась своя микробиологическая среда обитания, и это действительно может повлиять на космонавта, поскольку в условиях снижения иммунитета на организм человека может пагубно воздействовать даже собственная микробиологическая флора. И, конечно, поддержанию иммунного статуса космонавтов уделяется особое внимание на всех этапах космического полета.

— Заметно ли меняется медицинское сопровождение космонавта с развитием науки и технологий или в целом эта сфера статична? Можно ли отметить какие-либо важные изменения или дополнения, внесенные в эту работу за последние годы?

— Конечно, эта система динамически развивается, однако сохраняются базовые принципы оказания медицинской помощи. Их эффективность доказана, и в будущем они лягут в основу медицинского обеспечения других длительных пилотируемых космических миссий.

В настоящее время внимание акцентируется на персонализированном подходе к медицинскому сопровождению космонавта. Кроме того, делается упор на предсказание возможных медицинских ситуаций — например, за счет современных технологий обработки данных и внедрения искусственного интеллекта. Наконец, активно используются и развиваются методы дистанционного медицинского сопровождения космонавтов.

— Как вы уже сказали, работа в космосе — настоящий стресс для организма. Но бывает ли так, что у человека после полета улучшаются какие-либо показатели здоровья по сравнению с периодом до миссии? Или это невозможно в принципе?

— Как мы уже обсудили, космическая среда очень агрессивна по отношению к человеческому организму и так или иначе затрагивает все его системы. Поэтому во время космического полета в организме космонавта происходят негативные изменения. После возвращения на Землю эти показатели возвращаются к физиологической норме, однако мы не можем говорить об улучшении физического состояния космонавта во время миссии.

— Какие технологии или исследования, находящиеся сейчас на ранних этапах развития, могли бы в будущем стать ценным подспорьем для космических врачей?

— Уже сейчас мы можем говорить о таком интересном направлении, как биопринтинг (биопечать). В настоящее время в этой области проводятся различные исследования, в том числе на борту МКС. Впоследствии эта технология поможет печатать человеческие органы.

Развитие биопечати станет большим прорывом в трансплантологии, а также сможет помочь при создании баз на других планетах. Ведь мы предполагаем, что в этом случае подход к медицинскому обеспечению космонавтов несколько изменится. Например, во время полета на Марс человека даже с острой патологией невозможно будет экстренно эвакуировать на Землю и экипажу придется действовать на месте своими силами. Поэтому сейчас разрабатываются новые подходы к медицинскому обеспечению космических полетов, которые позволят экипажам самостоятельно выполнять необходимые манипуляции.

— Можно ли отметить какие-либо недавние исследования ИМБП РАН, способные внести вклад в развитие космической медицины?

— Конечно. ИМБП РАН активно участвует в развитии медико-биологических исследований и фундаментальной медицины. Из недавних проектов можно отметить запуск биологического спутника «Бион-М» № 2. Институт также проводит изоляционные эксперименты (например, с длительной изоляцией, с измененной газовой средой) и другие испытания, помогающие изучать влияние различных факторов космического полета на организм человека и разрабатывать соответствующие методы профилактики. Все это поможет эффективно осваивать космическое пространство в ходе дальнейших миссий.

Примечательно, что некоторые из разрабатываемых подходов перенимают и земные врачи, поэтому можно сказать, что исследования ИМБП РАН обеспечивают всестороннюю поддержку фундаментальной медицины.

— Какие методы используются для контроля состояния здоровья космонавтов на орбите?

— В первую очередь я бы хотела обратить внимание на то, что во время полета космонавт может рассчитывать на помощь товарища или на самопомощь. Этому обучают космонавтов во время предполетной подготовки — с учетом методов и средств, которыми располагает МКС в настоящее время.

Чтобы вовремя выявлять и предотвращать возможные медицинские ситуации и в целом следить за здоровьем космонавтов на МКС, существуют специализированные медицинские устройства. Например, в их число входит аппарат КМА-01, позволяющий оценить витальные функции, такие как состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем. С его помощью можно снять электрокардиограмму, измерить артериальное давление, провести пульсоксиметрию (определить степень насыщения крови кислородом. — Примеч. корр.), а также оперативно передать данные в Центр управления полетами. Помимо этого, в распоряжении экипажа на борту МКС есть, например, аппарат ультразвуковой диагностики. А в экстренных ситуациях космонавты могут даже воспользоваться дефибриллятором.

— Что для вас самое интересное в вашей работе?  

— В моей профессии мне бесконечно интересно наблюдать за тем, как ведет себя организм человека в различных экстремальных, непривычных ситуациях, и за изменениями, которые происходят в нем в этих условиях. Кроме того, мне нравится, что наша рабочая среда мультидисциплинарна: в ней сообща трудятся представители различных отраслей и сотрудники разных предприятий. И, конечно, космос — это то, что объединяет все человечество. 

Фото на странице: Ольга Мерзлякова / «Научная Россия», космонавт Роскосмоса Олег Новицкий / госкорпорация «Роскосмос», космонавт Роскосмоса Олег Артемьев / госкорпорация «Роскосмос».