Первый этап программы экспериментов по изучению длительного воздействия невесомости на человеческий организм начался 26 сентября в ГНЦ РФ - Институте медико-биологических проблем РАН.
Большой группе добровольцев придется провести три недели в ваннах «сухой» иммерсии, моделирующей гипогравитацию. Каких результатов хотят достичь исследователи, - в материале «Научной России».
«Сухая» иммерсия была разработана в этом институте еще в 70-х годах прошлого века. Суть ее в том, что испытуемый находится в горизонтальном положении без физических упражнений с умеренным ограничением движения в ванне, наполненной водой. Температура ее постоянно поддерживается на уровне 33о С. Жидкость обволакивает тело добровольца со всех сторон, но он остается сухим, поскольку между ним и водой есть тонкая пленка.
Эта модель признана наиболее близкой к реальной космической невесомости, она имитирует ключевой ее фактор - безопорность. Как в космосе, так и в иммерсионной ванне результатом устранения опоры становится снижение тонуса мускулатуры, мышечная атрофия, изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы и т.д.
Трехнедельные сухие иммерсии никогда и нигде в мире еще не проводились, - говорит руководитель отдела сенсомоторной физиологии и профилактики Елена ТОМИЛОВСКАЯ. - У нас в институте, когда мы только разработали модель сухой иммерсии, был один эксперимент длительностью в 56 суток, но там принимали участие всего два испытателя, и научная составляющая была очень ограниченной, - на первых порах ставилась задача выяснить, насколько он безопасен. После того 8-недельного испытания мы в основном проводили только 3-5-7-суточные эксперименты, которые моделируют острую адаптацию к невесомости. Однако то, какие изменения происходят, например, в костной системе после острого периода, мы не знали. Надо было переходить к более длительному воздействию. Нас иногда спрашивают, неужели нам недостаточно реальных полетов космонавтов на орбиту? Да, мы проводим много исследований и с ними. Но тут есть некоторые сложности. Например, мы не можем просить их выполнить в космосе инвазивные исследования, на борту нет аппарата МРТ для проведения компьютерной томографии и многого другого. К тому же космонавтов летает не так много, и чтобы набрать определенную статистику, к примеру, на десяти испытуемых, нам пришлось бы потратить несколько лет. А так, имея 10 добровольцев на земле, мы рассчитываем уложиться в несколько месяцев.
Поскольку современных ванн для «сухой» иммерсии в институте всего две, испытателей будут закладывать в них по очереди. В течение 21 дня физиологи проведут с каждым 50 различных исследований. Не обойдут ни одну систему организма, периодически анализируя биохимические маркеры, которые содержатся в крови, моче, слюне. Запланирована и мышечная биопсия — молекулярное исследование состава мышечной ткани, когда в условиях клиники испытуемому хирургическим способом вырезают небольшой, весом примерно 80 миллиграммов, кусочек мышцы из ноги. Ученые изучат по нему степень жесткости мышечных волокон, сигнальные механизмы в этих волокнах, и т. д. Для сравнения результатов эта манипуляция будет производиться с «космонавтами» до и после иммерсии.
Другое исследование связано с изучением костной системы – минеральной плотности и состава костной ткани, а также изменений в позвоночнике. Последнее проводится при помощи компьютерной томографии.
- Нам, кроме всего прочего, надо проверить, насколько вытягивается позвоночник, находясь в безопорном пространстве, - поясняет Томиловская. - Известно, что после 5-7 суток «сухой» иммерсии наши испытатели подрастали на 2-2,5 сантиметра. Как будет здесь, - посмотрим.
Свободное от исследований время испытатели проводят также лежа, за чтением любимых книг, просматриванием фильмов. Еду им каждый раз приносят «в постель» и каждый вечер поднимают из ванны на 15 минут для гигиенических процедур. В настоящую ванную комнату для мытья их возят на специальных каталках в горизонтальном положении.
Первыми испытателями, которые заступили к выполнению важной миссии в среду, стали два младших научных сотрудника ИМБП Виталий Брыков и Дмитрий Глухих. Поскольку сами они физиологи, им очень важно на себе почувствовать все происходящие в организме изменения. Следом за ними уже выстраивается очередь из сотрудников РКК «Энергия» и Центра подготовки космонавтов им. Гагарина. К слову, в эксперимент берут мужчин, достигших 25-летнего возраста. Это, по словам руководителя отдела, связано с тем, что у мужчин после 25 лет стабилизируются физиологические параметры, они становятся более устойчивы и психологически. Верхний возрастной порог ограничен 40 годами.
Второй этап большого эксперимента начнется уже в 2019 году. Его целью будет предотвращение изменений, которые ученые зафиксируют на первом этапе. Также в течение 21 дня испытуемых будут держать в иммерсионной ванне, но с использованием перспективного средства профилактики негативных воздействий невесомости. Впервые, если не учитывать проверочные тесты 70-х годов, для профилактики гипогравитационных изменений будет использована искусственная сила тяжести - центрифуга короткого радиуса. На ней станут периодически вращать участников эксперимента, компенсируя отсутствие силы притяжения. В конце ученые сравнят состояние первой и второй групп, чтобы в будущем усовершенствовать систему профилактики негативного воздействия невесомости для дальних космических полетов.
