Космическая биология и медицина, как и космонавтика вообще, могла появиться лишь тогда, когда научный и экономический потенциал страны достиг мировых вершин.

Один из ведущих специалистов в космической биологии и медицине — академик Олег Георгиевич Газенко. В 1956 году его включили в группу ученых, которым было поручено медицинское обеспечение будущих космических полетов. С 1969 года Олег Георгиевич возглавляет Институт медико-биологических проблем Министерства здравоохранения СССР.

О. Газенко рассказывает о развитии космической биологии и космической медицины, о проблемах, которые решают ее специалисты.

Космическая медицина

Иногда спрашивают: с чего началась космическая биология и космическая медицина? И в ответ можно порой услышать и прочитать, что начиналась она с опасений, с вопросов типа: сможет ли человек в невесомости дышать, есть, спать и т. д.?

Конечно, эти вопросы возникали. Но все- таки дело обстояло иначе, чем, скажем, в эпоху великих географических открытий, когда мореплаватели и путешественники отправлялись в путь, не имея ни малейшего представления о том, что их ждет. Мы же в основном знали, что ждет человека в космосе, и это знание было достаточно обоснованным.

Космическая биология и космическая медицина начинались не на пустом месте. Они выросли из общей биологии, вобрали в себя опыт экологии, климатологии и других дисциплин, в том числе и технических. Теоретический анализ, который предшествовал полету Юрия Гагарина, основывался на данных авиационной, морской, подводной медицины. Имелись и экспериментальные данные.

Еще в 1934 году, сначала у нас и чуть позже в США, были предприняты попытки исследовать влияния верхних слоев атмосферы на живые организмы, в частности, на механизм наследственности мух-дрозофил. К 1949 году относятся первые полеты животных — мышей, кроликов, собак — на геофизических ракетах. В этих опытах исследовалось влияние на живой организм не только условий верхней атмосферы, но и самого полета на ракете.

Рождение науки

Всегда трудно определить дату рождения какой-либо науки: вчера, мол, ее еще не было, а сегодня появилась. Но вместе с тем в истории любой отрасли знания есть событие, знаменующее ее становление.

И как, скажем, работы Галилея можно считать началом экспериментальной физики, так и орбитальные полеты животных ознаменовали рождение космической биологии — все, вероятно, помнят собаку Лайку, отправленную в космос на втором советском искусственном спутнике Земли в 1957 году.

Потом была организована еще серия биологических испытаний на кораблях-спутниках, давшая возможность исследовать реакцию животных на условия космического полета, наблюдать за ними после полета, изучать отдаленные генетические последствия.

Итак, к весне 1961 года мы знали, что человек сможет совершить космический полет — предварительный анализ показывал, что все должно быть благополучно. И, тем не менее, поскольку речь шла о человеке, всем хотелось иметь известные гарантии на случай непредвиденных обстоятельств.

Поэтому первые полеты готовились с подстраховкой и даже, если угодно, с перестраховкой. И здесь просто нельзя не вспомнить Сергея Павловича Королева. Можно представить себе, сколько дел и забот было у Главного конструктора, готовящего первый полет человека в космос.

И, тем не менее, он вникал во все детали медико-биологической службы полета, заботясь о максимальной ее надежности. Так, Юрию Алексеевичу Гагарину, полет которого должен был длиться полтора часа и который вообще мог обойтись без еды и воды, дали пищи и других необходимых запасов на несколько суток. И правильно поступили.

Причина тут в том, что нам тогда просто недоставало информации. Знали, например, что в невесомости могут возникнуть расстройства вестибулярного аппарата, но такими ли они будут, как мы их представляем, было неясно.

Другой пример — космическая радиация. Знали, что она существует, но насколько она опасна, определить на первых порах было трудно. В тот начальный период изучение самого космического пространства и освоение его человеком шли параллельно: еще не все свойства космоса были изучены, а полеты уже начались.

Поэтому и защита от радиации на кораблях была мощнее, чем требовали реальные условия. Тут мне хочется подчеркнуть, что научные работы в космической биологии с самого начала были поставлены на солидную, академическую основу, подход к разработке этих, казалось бы, прикладных проблем был весьма фундаментальным.

Развитие космической биологии

Академик В. А. Энгельгардт, будучи в то время академиком-секретарем отделения общей биологии АН СССР, много сил и внимания уделил тому, чтобы дать космической биологии и космической медицине хороший старт.

Много помогал расширению исследований и созданию новых коллективов и лабораторий академик Н. М. Сисакян: по его инициативе уже в начале 60-х годов 14 лабораторий различных академических институтов вели работу в области космической биологии и космической медицины, в них были сосредоточены сильные научные кадры.

Большой вклад внес в развитие космической биологии и космической медицины академик В. Н. Черниговский. Как вице-президент Академии медицинских наук СССР, он привлекал к разработке этих проблем многих ученых своей академии.

Непосредственными руководителями первых экспериментов по космической биологии были академик В. В. Парин, который специально исследовал проблемы космической физиологии, и профессор В. И. Яздовский. Необходимо вспомнить и первого директора Института медико-биологических проблем профессора А. В. Лебединского.

С самого начала дело возглавили крупные ученые, и это обеспечило и хорошую постановку исследований и — как следствие — глубину и точность теоретического предвидения, которое прекрасно подтвердила практика космических полетов.

Три из них следует отметить особо.

— Это биологический эксперимент на втором искусственном спутнике, показавший, что живое существо в космическом летательном аппарате может без вреда для себя находиться в космическом пространстве.

— Это полет Юрия Гагарина, показавший, что космос не оказывает негативного влияния на эмоционально-психическую сферу человека (а такие опасения были), что человек, как и на Земле, может мыслить и работать в космическом полете.

— И, наконец, это выход в открытый космос Алексея Леонова: человек в специальном скафандре находился и работал вне корабля и — главное, что интересовало ученых,- уверенно ориентировался в пространстве.

В этот ряд следует поставить и высадку американских астронавтов на поверхность Луны. Программа «Аполлон» также подтвердила некоторые положения, теоретически разработанные на Земле.

Подтвердился, например, характер движений человека на Луне, где сила тяготения значительно меньше, чем на Земле. Практика подтвердила и теоретический вывод о том, что быстрый пролет через радиационные пояса, окружающие Землю, неопасен для человека.

Под словом «практика» я имею в виду не только полеты людей. Им предшествовали полеты наших автоматических станций типа «Луна» и «Зонд» и американских «Сервейеров», которые основательно разведали обстановку и на трассе и на самой Луне.

На «Зондах», кстати, Луну облетели живые существа и благополучно возвратились на Землю. Так что полет людей на наше ночное светило был подготовлен очень фундаментально.

Как видно из приведенных примеров, самой характерной чертой первого периода космической биологии был поиск ответов на принципиальные вопросы. Сегодня, когда эти ответы, причем довольно подробные, в основном получены, поиск ушел как бы вглубь.

Цена полета в космос

Современный этап характерен более тщательным и тонким изучением глубинных, фундаментальных биологических, биофизических, биохимических процессов, идущих в живом организме в условиях космического полета. И не просто изучением, но и попытками управлять этими процессами.

Чем это объяснить?

Полет человека в космос на ракетном аппарате небезразличен для состояния организма. Конечно, его приспособительные возможности необычайно велики и пластичны, но не беспредельны.

Притом за всякое приспособление всегда надо чем-то платить. Скажем, самочувствие в полете стабилизируется, но эффективность работы снизится.

Приспособишься в невесомости к «легкости необыкновенной», но потеряешь силу мышц и крепость костей… Эти примеры лежат на поверхности. Но, очевидно, и глубинные жизненные процессы подчиняются этому закону (и тому есть подтверждения). Их приспособление не столь заметно, в кратковременных полетах может вообще не проявиться, но ведь полеты становятся все длительнее.

Какова же плата за такое приспособление? Можно с ней согласиться или она нежелательна? Известно, например, что в крови космонавтов во время полета уменьшается число эритроцитов — красных кровяных телец, переносящих кислород. Уменьшение незначительное, неопасное, но это в недолгом полете. А как этот процесс пойдет в полете длительном?

Все это необходимо знать, чтобы построить профилактическую защитную систему и тем расширить возможности человека жить и работать в космосе. И не только для космонавтов — специально отобранных и подготовленных людей, но и для ученых, инженеров, рабочих, может быть, деятелей искусств.

Происходит углубление самого понятия «космическая медицина и биология». По замыслу, это прикладная наука, вырабатывающая на основе данных общей биологии свои рекомендации, свои методы и приемы поведения человека в космосе. Поначалу так оно и было. Но теперь стало ясно, что космическая биология и космическая медицина не производное от общей биологии, а вся биология в целом, только изучающая организмы в особых условиях существования.

Взаимные интересы науки

Ведь все, что делает человек на Земле, он начинает делать и в космосе: ест, спит, работает, отдыхает, в очень далеких полетах люди будут рождаться и умирать — словом, человек начинает в полном биологическом смысле жить в космосе. И поэтому мы теперь не найдем, наверное, ни одного раздела биологических и медицинских знаний, которые были бы нам безразличны.

Вследствие этого возрос масштаб исследований: если в первых шагах космической биологии и космической медицины принимал участие буквально десяток ученых, то сейчас на ее орбиту вышли уже сотни учреждений и тысячи специалистов самого различного и подчас неожиданного, на первый взгляд, профиля.

Вот пример: Институт трансплантации органов и тканей, которым руководит известный хирург профессор В. И. Шумаков. Казалось бы, что может быть общего между изучением здорового организма в особых условиях космического полета и такой крайней мерой спасения безнадежных больных, как пересадка органов? Но общее есть.

Область взаимных интересов относится к проблемам иммунитета — природной защиты организма от воздействия бактерий, микробов и других чужеродных тел. Установлено, что в условиях космического полета иммунологическая защита организма слабеет. Тому есть ряд причин, одна из них заключается в следующем.

В обычной жизни мы везде и всегда встречаемся с микробами. В замкнутом пространстве космического корабля атмосфера почти стерильна, микрофлора значительно беднее. Иммунитет становится практически «безработным» и «теряет форму», как теряет ее спортсмен, если долго не тренируется.

Но и при пересадке органов, чтобы организм не отторгнул их, приходится уже искусственно снижать уровень действия иммунитета. Вот тут и возникают наши общие вопросы: как ведет себя организм в этих условиях, как уберечь его от инфекционных заболеваний?..

Есть и другая область взаимных интересов. Мы полагаем, что со временем люди будут очень долго летать и жить в космосе. Значит, могут и заболеть. Поэтому возникает необходимость, во-первых, представить себе, какие это могут быть заболевания, а во-вторых, обеспечить людей в полете диагностической аппаратурой и, конечно, средствами лечения.

Это могут быть лекарства, но может быть и искусственная почка — нельзя исключить вероятность того, что в дальних экспедициях понадобятся и такие средства. Вот и думаем вместе со специалистами Института трансплантации органов и тканей над тем, как снабдить участников будущих космических экспедиций «запчастями» и какова должна быть «технология ремонта».

Впрочем, операция в космосе — это, конечно, крайний случай. Основную роль будет играть профилактика, предупреждение заболеваний. И тут не последнюю роль может сыграть питание как средство управления обменом веществ и его изменениями, если они возникнут, а также как средство снижения нервно-эмоционального напряжения.

Определенным образом составленная диета с включением в пищу соответствующих препаратов сделает свое дело незаметно для человека, процедура не будет носить характера приема лекарства. Соответствующие исследования мы проводили в течение ряда лет с Институтом питания АМН СССР под руководством академика АМН СССР А. А. Покровского.

Еще пример: Центральный институт травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова (ЦИТО), который возглавляет академик АМН СССР М. В. Волков. Сфера интересов института — костно-опорный аппарат человека. Причем исследуются не только методы лечения переломов и ушибов, способы протезирования, но и всякого рода изменения костной ткани.

Последнее интересует и нас, ибо в космосе тоже происходят определенные изменения костной ткани. Методы же воздействия на эти процессы, применяемые и в космосе и в клинике, в основе — своей очень близки.

Распространенная в наше время гипокинезия — малая подвижность — в еще большей степени проявляется в космосе. Состояние человека, вставшего с постели после двухмесячной болезни, сравнимо с состоянием космонавта, вернувшегося из полета: обоим надо заново учиться ходить по земле.

Дело в том, что в невесомости часть крови перемещается из нижней части тела в верхнюю, приливает к голове. Кроме того, мышцы, не получая привычной нагрузки, слабеют. Примерно тоже самое происходит при долгом лежании в постели. Когда же человек возвращается на Землю (или встает после долгой болезни), происходит обратный процесс — кровь быстро оттекает сверху вниз, что сопровождается головокружениями и может даже вызвать обморок.

Чтобы избежать подобных явлений, космонавты в полете нагружают мышцы на специальном тренажере, используют так называемую вакуумную систему, которая способствует перемещению части крови в нижнюю половину тела. Вернувшись же из полета, они носят некоторое время послеполетные профилактические костюмы, которые, наоборот, препятствуют быстрому оттоку крови из верхней половины тела.

Теперь подобные средства используются и в лечебных учреждениях. В ЦИТО тренажеры типа космических позволяют больным «гулять», не вставая с постели. А послеполетные костюмы с успехом прошли испытание в Институте хирургии имени А. В. Вишневского — с их помощью пациенты быстрее встают на ноги в буквальном смысле.

Перераспределение крови в организме не просто механический процесс, оно влияет и на физиологические функции и поэтому представляет немалый интерес как для космической биологии и медицины, так и для клинической кардиологии. Тем более что вопросы регуляции кровообращения при изменении пространственного положения тела недостаточно еще исследованы на здоровых людях.

И вот в совместных исследованиях с Институтом кардиологии имени А. Л. Мясникова и Институтом трансплантации органов и тканей мы получили первые интересные данные о том, например, как меняется давление в различных сосудах и полостях сердца при изменении положения тела в пространстве. О том, как и в каком темпе меняется при физической нагрузке биохимический состав крови, оттекающей от мозга, или от печени, или от мышц, то есть отдельно от каждого органа.

Это дает возможность более глубоко судить о его работе и состоянии. Исследования, о которых идет речь, необычайно обогащают наши знания физиологии и биохимии человека, это пример фундаментального изучения биологической сущности человека. И пример не единственный.

Я уже упоминал, что в космосе у человека уменьшается число эритроцитов в крови и что важно разобраться в причинах этого явления. Специальные исследования, в частности на спутнике «Космос-782», показали, что в космосе снижается устойчивость (резистентность) этих клеток, и поэтому они разрушаются чаще, чем в нормальных земных условиях, средняя продолжительность жизни их сокращается.

Теперь, естественно, придется выяснять, каким образом можно было бы поддержать устойчивость эритроцитов. Это важно для космоса, но может оказаться полезным и для борьбы с анемией и другими болезнями крови.

Тот факт, что космическая биология участвует в фундаментальных исследованиях человеческого организма, вполне определенным образом характеризует современный этап ее развития, Фундаментальные исследования закладывают основы дальнейшего развития практической деятельности. В нашем случае закладываются основы дальнейшего продвижения человека в космос.

Кто полетит в космос

Уже сейчас потребности исследования космического пространства заставляют ученых думать о расширении состава специалистов, летающих в космос.

В ближайшие годы можно ожидать появления на орбите ученых — исследователей космоса, инженеров — организаторов внеземного производства различных материалов, которые нельзя получить на Земле, рабочих для сборки космических объектов и обслуживания производств и т. д.

Для этих специалистов придется, по-видимому, расширить довольно узкую сейчас «калитку» медицинского отбора, то есть снизить формальные требования к состоянию здоровья, уменьшить объем подготовительных тренировок.

Вместе с тем, разумеется, должна быть гарантирована и полная безопасность и, я бы сказал, безвредность полета для этих людей.

В орбитальном полете это сделать относительно просто: можно не только наладить постоянный контроль за состоянием экипажа, но и, в крайнем случае, всегда есть возможность за несколько часов вернуть человека на Землю. Другое дело — межпланетные полеты, они будут значительно более автономными.

Экспедиция, скажем, на Марс займет 2,5-3 года. Значит, подход к организации таких экспедиций должен быть иным, чем при полетах на орбите. Здесь, очевидно, нельзя снижать требования к здоровью при отборе кандидатов.

Более того, кандидаты, как мне представляется, должны обладать не только отличным здоровьем, но и некоторыми конкретными свойствами — скажем, способностью легко адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды или же определенным характером реакции на экстремальные воздействия.

Очень важна возможность организма приспосабливаться к изменению биологических ритмов. Дело в том, что свойственные нам ритмы имеют сугубо земное происхождение. Например, самый важный из них — суточный — прямо связан со сменой дня и ночи. Но земные сутки существуют только на Земле, на других планетах сутки, естественно, иные, и к ним придется приспосабливаться.

Что делать во время полета

Очень большое значение приобретают вопросы, связанные с моральным климатом, который установится на борту. И дело тут не только в личных качествах людей, но и в организации их работы, быта — вообще жизни, с учетом потребностей, в том числе и эстетических, каждого члена экипажа. Этот круг вопросов, пожалуй, наиболее сложный.

Например, проблема свободного времени. Считают, что во время перелета к тому же Марсу рабочая нагрузка на каждого члена экипажа составит не более 4 часов в сутки. Отведем 8 часов на сон, останется 12. Чем их занять? В ограниченном пространстве космического корабля, при неизменном составе экипажа сделать это не так просто. Книги? Музыка? Фильмы? Да, но не любые. Музыка, даже любимая, может вызвать излишнее эмоциональное возбуждение, усилить чувство отрыва от дома.

Книги и фильмы драматичного или трагедийного плана тоже способны вызвать негативные реакции, а вот жанр приключений, фантастики, книги путешественников, полярников, спелеологов, в которых есть материал для сравнения, сопереживания, будут, бесспорно, восприняты хорошо. Решать кроссворды, ребусы можно, а играть в шахматы или шашки едва ли будет рекомендовано, ибо в таких играх есть элемент соперничества, нежелательный в подобной ситуации.

Все эти соображения возникли в результате уже ведущихся исследований. Они, на мой взгляд, весьма стимулируют пристальное изучение психологии человека, и я думаю, что со временем, когда названные проблемы будут достаточно разработаны, они принесут большую пользу и земной практике — в организации труда и отдыха людей.

Жизнеобеспечение экспедиций

Особое место в разработке межпланетных полетов занимает жизнеобеспечение экспедиций. Сейчас космонавты все, что им нужно в полете, просто берут с Земли (лишь частично регенерируется атмосфера; в некоторых полетах проводили экспериментальную регенерацию воды).

Но на три года запасов с собой не возьмешь. На межпланетном корабле предстоит создать замкнутую экологическую систему, наподобие земной, но в миниатюре, которая будет снабжать экипаж пищей, водой, свежим воздухом и утилизировать отходы жизнедеятельности.

Задача невероятно сложная! По существу, речь идет о конкуренции с природой: то, что она создавала многие миллионы лет на всей планете, люди пытаются воспроизвести в лаборатории, чтобы потом перенести в космический корабль.

Такие работы ведутся уже много лет в нашем институте, в Красноярском институте физики имени Л. В. Киренского. Кое- что уже сделано, но все-таки еще нельзя говорить о больших здесь успехах. Многие специалисты вообще полагают, что реальный практический успех, может быть, достигнут лишь лет через 15-20. Возможно, конечно, и раньше, но ненамного.

Генетика

Наконец, проблемы генетики, воспроизводства потомства. В нашем институте совместно с МГУ и Институтом биологии развития АН СССР ведутся исследования, цель которых определить влияние невесомости на эмбриогенез и морфогенез.

Эксперименты, в частности на спутнике «Космос-782», показали, что насекомым (дрозофилам) невесомость не мешает давать нормальное потомство, а у более сложных организмов — рыб, лягушек — в ряде случаев были обнаружены нарушения, отклонения от нормы. Это говорит о том, что им для нормального развития на самых первых этапах жизни зародыша нужна сила земного тяготения, и, стало быть, эту силу следует создавать искусственно.

Проблематика длительных космических полетов

Итак, проблематика длительных космических полетов — самое существенное в нашей сегодняшней работе. И тут правомерен вопрос: а насколько длительным может быть пребывание человека в космосе? Точно сейчас ответить нельзя. В организме во время полета происходит ряд процессов, которыми пока не удается управлять. Они не изучены до конца, человек ведь еще не летал долее трех месяцев, и мы не знаем, как пойдут эти процессы при более продолжительных сроках полета.

Необходима объективная, экспериментальная проверка, и вопрос о возможности, скажем, трехлетнего пребывания человека в космосе должен быть решен на околоземной орбите. Только тогда у нас появится гарантия, что такая экспедиция пройдет благополучно.

Но я думаю, что человек не встретит на этом пути неодолимых препятствий. Такой вывод можно сделать на основе уже сегодняшних знаний. Ведь космическая эра человечества только началась, и, образно говоря, мы сейчас только собираемся в ту дальнюю дорогу, которая предстоит человечеству в космосе.

Методы традиционной медицины функционируют линейно, как химические уравнения. Однако, организм работает с бесконечно огромным количеством взаимозависимых, непрогнозируемых изолированно друг от друга, реакций. По этой причине методы исключительно традиционной медицины, хоть и дают определенный эффект в неотложных ситуациях, но все же редко приводят к желаемому результату при хронических заболеваниях.

Огромный потенциал космической медицины был доказан уже в 1995 году на примере лётчика-космонавта, доктора мед. наук Валерия Полякова. Новейшие диагностические и терапевтические устройства обеспечивали его жизнедеятельность в полете. После приземления он покинул космическую капсулу, идя на руках, демонстрируя свою силу. А результаты ДНК-анализа слизистой оболочки полости рта продемонстрировали произошедшие процессы омоложения. Кроме того, эти приборы сопровождали космонавтов во время самого длинного на тот момент непрерывного пребывания человека в космосе. За 437 дней должно было быть доказано, что человек способен полететь на Марс.

В сравнении с данной методикой, американские астронавты, здоровье которых контролировалось при помощи традиционной медицины, после приземления были настолько слабы, что из космической капсулы их необходимо было выносить на руках.

К таким невероятным успехам российской космической медицины привела более чем 30-летняя интенсивная исследовательская работа с участием более 120 000 испытуемых. Таким образом были достигнуты невероятные физические преимущества российских космонавтов. С 1995 года все ведущие команды по исследованию мирового пространства работают совместно под руководством России, например, на борту МКС.

Одной из причин ментальной и физической стабильности стала, безусловно, возможность телеметрической дистанционной диагностики и дистанционной терапии, а также частотно-технического восстановления человека в космосе с наземной станции. «ИНАКАРБ» и «ЭНКИ» применяют в своей повседневной работе оригинальные космические технологии.

СЕРЬЁЗНОЕ ИСПЫТАНИЕ ДЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ МЕДИЦИНЫ

Высокие требования, которые предъявляет человеческому организму пребывание в космосе и, прежде всего, нахождение в невесомости и возвращение в атмосферу, поставили медиков зарождающейся космонавтики изначально перед рядом нерешённых проблем..

В 60-е годы отсутствовало геомагнитное поле, искусственно воссозданное в условиях гравитации. В космическом же пространстве царит в 10 тысяч раз усиленное космическое излучение. Как следствие, у космонавтов происходило резкое падение когнитивных и физиологических функций с разрушительными аллергическими, ревматоидными и астматическими изменениями вплоть до формирования агрессивных опухолей. Кроме того, наблюдалось развитие синдромов усталости и тяжёлого депрессивного психоза с бредовыми изменениями.

Заболевания остеопорозом, развивающиеся в условиях отсутствия силы тяжести, приводили к столь интенсивной деминерализации костей, что из-за растущей потери кальция и фосфатов из костного вещества и их выделении из организма, наряду с тяжелейшими коликами, случались даже инфаркты почек.

Одной из самых больших проблем было равномерное распределение давления на поверхности всего тела при отсутствии атмосферного давления. Чрезмерная нагрузка на кровяные сосуды в области головы и шеи приводила к развитию сильнейших головных болей и синусита.

Несравнимо проблематичнее оказалось возвращение в плотные слои атмосферы, во время которого нагрузка на сердечную мышцу была настолько интенсивной. Это служило пусковым механизмом для целого ряда дисфункциональных состояний сердечной деятельности.

В результате, столкнувшись с огромными трудностями, были разработаны методы, которые сделали человеческий организм более выносливым и более способным к сопротивлению неблагоприятным условиям космического пространства. Так родилась космическая медицина.

Ключ к успеху: регуляция организма, благодаря удалённой диагностике и дистанционной терапии

Безотлагательно требовались методы для оценки состояния здоровья космонавтов. Так как эти, как правило, лучшим образом натренированные мужчины и женщины подвергаются чудовищным кратковременным нагрузкам во время взлёта и посадки, но также и невесомость и космическое излучение оказывают сильное воздействие на регуляционные системы организма. Но что делать, если между пациентом и командой лечащих врачей такое большое расстояние? Ключ к успеху – удалённая диагностика и дистанционная терапия! Но это было только начало, потому что исследования продвигались гигантскими шагами и в данный момент находится на молекулярном, частично на атомно-энергетическом уровне. Постоянный обмен опытом с учёными всего мира вновь и вновь служит источником поразительных идей.

Методы космической медицины на расстоянии вытянутой руки!

За этим многообещающим заголовком скрывается одна из важнейших основ истории развития ИНАКАРБ. В тесном сотрудничестве с частной клиникой и оздоровительным центром Роландзек во главе с проф. д-ром д-ром Энрико Эдингером, многопрофильным специалистом в области медицины, в частности неврологии, психиатрии, психотерапии, психоиммунологии и стоматологии, а также обладателем таких дополнительных специализаций, как гипноз, энергетическая и информационная медицина, аккупунктура и сексология, ИНАКАРБ непрерывно усовершенствует свой широкий спектр.

Благодаря междисциплинарному обмену информацией, а также своим тесным личным и научным контактам с учреждениями Российской космической медицины и участию в сенсационном проекте «Марс 500», проф. д-р д-р Эдингер приходит к основополагающим научным открытиям, приносящим пользу всему научному сообществу. Исследовательский интерес учёного не ослабевает до сегодняшнего дня, и всё новые и новые революционные методы находят путь из космоса в медицинскую практику.

Из космоса в медицинскую практику

В уникальной концепции, основанной на длительных исследованиях и привлечении ведущих учёных, в частности российской космической медицины, в ИНАКАРБ удалось разработать свою особую научную диагностику и лечение. Они базируются на нормативных и энергетических свойствах человеческого организма. Ключом к успеху в этой области является сочетание индивидуально подобранных для пациента конвенциональных процедур с медицинскими методами регуляции в комплексе с индивидуально разработанными биологически активными добавками.

Регуляционная медицина - Медицина XXI века

Благодаря своему комплексному подходу, ИНАКАРБ ведет свою работу там, где традиционная медицина достигает своего предела. В ИНАКАРБ не только лечат, согласно симптомам, но и тщательно изучают их причины. Полученная информация используется для запуска эффективного и продолжительного регуляционного процесса. Ключом к успеху в этой области является симбиоз индивидуально подобранных методов конвенциональной медицины с регуляционными методиками. Междисциплинарный подход приводит к целостному рассмотрению человеческого тела и открытию новых, революционных способов лечения.

Благоприятный «побочный эффект» - заметные процессы омоложения

В результате достижения достаточной базовой регуляции организма и практически абсолютного баланса физических и духовно-психических функций наблюдаются и заметные устойчивые процессы омоложения. Таким образом можно воздействовать на возрастные границы за счёт чёткой целевой клеточной регуляции в направлении омоложения, достигнув баланса организма и ритмической гармонии всех органов между собой.

ИНАКАРБ - для тех, Кто готов выбирать новые пути

В условиях постоянного обмена опытом с ведущими учёными всего мира, используя огромный потенциал космической медицины, ИНАКАРБ разработал уникальный терапевтический концепт, объединяющий, прежде всего, познания регуляционной медицины, митохондриальной энергомедицины, биофизики, хроно- и космофизики, а также традиционной медицины, включая индивидуально подобранные биологически активные добавки. Успешные терапевтические подходы ИНАКАРБ находят своё применение не только в области лечения хронических заболеваний, но также являются профилактикщй и служат для повышения работоспособности человека.

Вся космическая отрасль и РОСКОСМОС работают над внедрением в медицину космических технологий. Какие изобретения и наработки из космоса помогают спасать жизни и поправлять здоровье после тяжелейших недугов, разбиралась «Лента.ру».

Быстрый результат

Входящие в состав РОСКОСМОСА предприятия решают в том числе и медицинские задачи. Так, например, в Научно-исследовательском институте космического приборостроения создали уникальный анализатор «БИОФОТ-311»: с его помощью можно в кратчайшие сроки проводить экспресс-тесты крови как в космосе, так и на земле. В целом, он предназначен для оперативного проведения биохимических исследований сыворотки и плазмы крови, мочи, а также других биохимических жидкостей и ориентирован на широкое применение.

Кроме того, в НИИ КП разработали внешне похожее на пистолет биопсийное устройство, которое предназначено для диагностики (биопсии) внутренних органов путем забора образца ткани для ее гистологического анализа и, в частности, выявления причин патологических образований в структуре органа, оценки эффективности лечебных мероприятий. Раньше такие технологии использовались исключительно в космической медицине, однако сейчас успешно и эффективно интегрируются в медицину земную.

Орбитальная печать

Передовые технологии, в том числе медицинские, зачастую апробируются именно в космосе. Так, недавно входящая в РОСКОСМОС Объединенная ракетно-космическая корпорация, подписала соглашение с компанией «3Д Биопринтинг Солюшенс» (резидентом Сколково) о создании уникального биопринтера для магнитной биофабрикации тканей и органных конструктов в условиях невесомости на Международной космической станции (МКС).

Создание магнитного биопринтера позволит печатать в космосе тканевые и органные конструкты, сверхчувствительные к воздействию космической радиации - сентинел-органы (например, щитовидную железу) для биомониторинга отрицательного действия космической радиации в условиях длительного пребывания в космосе и разработки профилактических контрмер. В перспективе технология трехмерной магнитной биопечати может быть использована для коррекции повреждений тканей и органов космонавтов при длительных космических полетах. На Земле такая технология может быть применена для более быстрой биопечати человеческих тканей и органов. Планируется, что биопринтер для отправки на борт Международной космической станции будет готов к 2018 году. Все работы по подготовке и проведению эксперимента будут проводиться в тесном сотрудничестве с ПАО «РКК «Энергия» и ГНЦ ИМПБ РАН.

Не просто экзоскелет

Еще до запуска в космос Юрия Гагарина было очевидно, что во время полета человек испытывает колоссальные нагрузки. А по возвращении на Землю космонавту будет необходима реабилитация с привлечением специальных разработок. Дело в том, что из-за нахождения в условиях невесомости у космонавтов более всего подвергается деградации двигательная функция. Причина - отсутствие гравитации, ведь именно она и является тем фактором, благодаря которому у нас с вами появился мощный скелет, развитая мышечная система и опорно-двигательный аппарат.

Более того, так как внеземные экспедиции становились все более продолжительными, период восстановления надо было продумывать все более тщательно. Все началось с технологий, использовать которые экипаж мог бы в условиях невесомости и ограниченного пространства. Одной из первых подобных разработок стал костюм «Пингвин», который предназначался для создания осевой нагрузки на скелетно-мышечный аппарат и компенсации недостатка опорной и проприоцептивной функций космонавтов. Специалисты ИМБП РАН создали костюм еще в конце 1960-х годов, а впервые испытали его в условиях космоса уже в 1971 году.

В начале 1990-х годов российские исследователи решили модифицировать «Пингвин» для лечения и реабилитации больных с двигательными нарушениями, например с ДЦП. Первый созданный прототип получил название «Адель» и использовался для лечения детей с церебральным параличом. Костюм до сих пор позволяет выработать навыки правильной ходьбы и закрепить новый моторный стереотип, восстанавливая функциональные связи и повышая трофику соответствующих тканей.

Помимо этого довольно быстро встал вопрос о создании костюма, который помогал бы восстанавливать двигательные функции людям, перенесшим инсульт или черепно-мозговую травму и страдающим в результате этого от параличей и пареза. Для этого на основе предыдущих наработок и с привлечением нового ноу-хау был создан лечебный костюм аксиального нагружения «Регент».

Система работает так: костюм создает или увеличивает продольную нагрузку на структуры скелета и повышает мышечную нагрузку при выполнении движений, что, в свою очередь, способствует улучшению регуляции обменных процессов. Кроме того, «Регент» компенсирует недостаток проприоцептивной функций, тем самым способствуя полной или частичной реабилитации больных.

Костюм прошел масштабные испытания на сотнях пациентов в подведомственных РАН и Минздраву учреждениях. В результате этого исследователи выяснили, что «Регент» положительно влияет не только на двигательные, но и на высшие психические функции! Так, у многих пациентов после его регулярного применения гораздо быстрее восстанавливались речь и концентрация.

Фото: Управление делами Президента РФ ФГБУ «Клиническая больница №1»

Но на этом в Центре космической медицины не остановились - там же для реабилитации космонавтов был создан аппарат «Корвит», который имитирует опорную реакцию стоп человека. Уникальность прибора в том, что он позволяет имитировать показатели физического воздействия на стопу при ходьбе: величину давления, временные характеристики. Метод опорной стимуляции, на основе которого создан «Корвит», оказался полезен не только космонавтам, но и целым группам пациентов. В частности, его используют для комплексной реабилитации больных с ДЦП, поскольку «Корвит» позволяет максимально нормализовать стояние и ходьбу, улучшить координацию и восстановить баланс мышц-сгибателей и разгибателей.

Также в распоряжении врачей и их пациентов множество тренажеров и других устройств, способствующих их реабилитацию и возвращению к нормальной жизни.

Полная стимуляция

Еще одна интересная технология, которая прежде использовалась исключительно в космической медицине, - низкочастотная электростимуляция. Первоначально этот способ был разработан, чтобы проводить профилактику негативного воздействия нахождения в космосе на организм человека. В частности, речь идет о восстановлении и сохранении функциональных возможностей мышц человека в условиях гипокинезии и микрогравитации.

Для решения соответствующей проблемы ученые разработали полноценный костюм и портативный электростимулятор. Самые первые испытания прошли еще на станции «Мир», впоследствии метод себя полностью зарекомендовал и соответствующие устройства до сих пор применяются РОСКОСМОСОМ на МКС.

Кроме того, низкочастотная электростимуляция успешно применяется на Земле для лечения больных с травматическими заболеваниями, а также тех, кто страдает от различных проблем с опорно-двигательной системой. Особенно актуальна в свете этого возможность посредством метода сохранять и восстанавливать свойства мышц у частично или полностью иммобилизованных пациентов. Эти технологии активно применяются и в спортивной медицине.

Полетаем!

Еще при подготовке первых космонавтов исследователи столкнулись с необходимостью имитировать невесомость на Земле. Одним из плодов этой деятельности стала разработка метода сухой иммерсии, который активно используется для подготовки и последующей реабилитации космонавтов. В частности особо популярно применение так называемых иммерсионных ванн.

Их применение способствует расслаблению мышц, помогает избавиться от спазмов и восстановить мышечный тонус. Кроме того, иммерсионные ванны полезны для избавления от депрессивного, отечного и болевого синдрома, а также оказывают эффект на разгрузку сердца и снижение кровяного давления.

В последнее время подобные комплексы используют для реабилитации и сохранения недоношенных детей. Но еще раньше иммерсионные ванны начали применять для восстановительного лечения в рамках психоневрологии, травматологии, ортопедии и других сферах.

Опасности и не только

Российские ученые при поддержке РОСКОСМОСА разрабатывали медицинский адсорбционный концентратор кислорода для того, чтобы создавать обогащенную кислородом атмосферу непосредственно из окружающего воздуха, например в помещении. Сегодня этот аппарат часто применяют спасатели и сотрудники других экстренных служб при анестезии и реанимации.

Также в распоряжении представителей экстремальной медицины теперь есть термохимические генераторы кислорода, которые изначально создавались как резервный источник кислорода на пилотируемых миссиях в случае отказа основных систем его получения. Сейчас этими генераторами пользуются Министерство обороны, МЧС и МВД России.

Для резервного обеспечения кислородом космических станций был разработан и комплекс «Курьер», который сейчас активно применяется в медицине катастроф для получения кислорода из окружающего воздуха. При этом комплекс способен производить кислород непосредственно на месте потребления и не требует запасов расходуемых материалов.

Наконец, российские исследователи создали аппарат «Малыш» для спасения человека в обитаемом герметичном объекте, например в кабине космического корабля. В основе аппарата - концепция формирования искусственной газовой среды, а теперь он внедряется и для применения экстремальными службами.

Так что космос гораздо ближе, чем кажется: он помогает лечить людей и спасать их жизни. А РОСКОСМОС и его союзники в этой благородной миссии не останавливаются на достигнутом и шагают вперед.

Допустим, вы летите на Марс. Половина пути уже пройдена, еще три месяца — и вы у цели. Ваш корабль неплохо экранирован от солнечной радиации, и члены экипажа чувствуют себя нормально. Все, кроме одного вашего коллеги, Алекса, который уже несколько недель страдает от боли в животе. У вас нет возможности обследовать его так же хорошо, как это сделали бы врачи на Земле, но вы по крайней мере можете сделать ему УЗИ, и то, что вы видите на экране, вам очень не нравится. Похоже, у него опухоль прямой кишки, и похоже, она уже начала давать метастазы.

Вы понимаете, что земные врачи наверняка спасли бы Алекса — не говоря уже о том, что на Земле этот молодой лось в принципе бы не заболел. А еще вы понимаете, что, если бы даже вы могли развернуть корабль и погубить миссию, которую США, Россия, Европа и Канада готовили последние 15 лет, Алекса это вряд ли спасло бы — ионизирующее излучение, по‑видимому, привело к возникновению опухоли, которая развивается очень быстро. Алекс тоже прекрасно все это понимает и мрачно шутит о том, как именно вам предстоит избавляться от его трупа.

Говоря о факторах, влияющих на состояние здоровья человека на борту космического аппарата, мы порой забываем, что человек бывает двух разных полов, а мужчины и женщины имеют между собой значительные психофизиологические различия. Многие из этих различий проявляются в обычной земной обстановке, другие выявляются после пребывания на орбите. Схема описывает некоторые из них.

Выдыхайте. Сейчас 2016 год, а не 2035-й. Еще никто никуда не летит. Точнее, наоборот, все летают на МКС, и там проводится множество биологических и медицинских экспериментов. Еще больше экспериментов проходит на Земле — с расчетом на то, что их результаты пригодятся для дальних космических полетов. Например, именно на Земле Камаль Датта и его коллеги подвергали мышей воздействию ионизирующего излучения, чтобы затем исследовать те молекулярные поломки, которые, как выяснилось, в первую очередь повышают вероятность именно рака прямой кишки.

Почему покидать Землю опасно?

Ключевых проблем две: радиация и невесомость. При этом на МКС, которая летает в пределах воздействия магнитного поля Земли, космонавты подвержены облучению меньше, чем если бы они летали на Луну или на Марс, но зато они месяцами живут в условиях микрогравитации. В далеких полетах, возможно, будет применяться искусственная сила тяжести, но вот радиация будет воздействовать на космонавтов гораздо сильнее.

Мы эволюционировали в условиях земного притяжения, и его исчезновение сразу отражается на самочувствии человека — это называется синдромом космической адаптации. Нарушается работа вестибулярного аппарата. Человек может испытывать тошноту. Возникают нарушения зрения или даже галлюцинации. Кровь приливает к верхней части тела, что заметно даже на фотографиях — лица космонавтов становятся припухлыми. В долгосрочной перспективе отсутствие силы тяжести вызывает физиологические перестройки, которые впоследствии помешают хорошо чувствовать себя на Земле. Прежде всего происходит атрофия мышц. Работа физиологов из Университета Болл в Индиане, включавшая биопсию икроножных и камбаловидных мышц девяти космонавтов МКС с последующим микроскопическим исследованием фибрилл, показала, что, несмотря на интенсивные физические упражнения во время полета, толщина мышечных волокон снижается в среднем на 20%, а сила сокращения — вплоть до 55%.

Эта проблема начинает выглядеть особенно угрожающей, если мы вспомним, что сердце — это тоже мышца, и от него тоже требуется меньше усилий, чтобы перекачивать кровь в невесомости. В самом деле, и эксперименты на животных, и наблюдения за людьми показывают, что отсутствие силы тяжести приводит к снижению частоты сердечных сокращений, снижению диастолического давления, к аритмии. Кроме того, длительное пребывание в невесомости снижает плотность костей, а значит — вместе с необходимостью заново учиться управлять движениями! — повышает риск возникновения переломов после возвращения на Землю.

Роботизированная хирургическая система, предназначенная для операций на мозге, — прямой наследник роботизированной руки, первоначально разработанной Канадским космическим агентством для перемещения грузов в космосе.

Пребывание в космосе влияет на организм и на клеточном уровне. Например, эксперименты на животных позволили установить, что нарушаются процессы миграции клеток при заживлении ран. Также установлено, что снижается количество Т-лимфоцитов в иммунной системе — впрочем, это скорее результат не отсутствия силы тяжести, а воздействия космического излучения.

По оценке NASA, за шесть месяцев на МКС астронавт получает дозу облучения, эквивалентную 160 миллизивертам — в 66 раз больше, чем среднестатистический землянин в течение года. За трехлетний полет на Марс и обратно астронавт получит по крайней мере 1200 миллизивертов — несмотря на все меры по экранированию корабля и только в том случае, если экипаж будет своевременно узнавать о всплесках солнечной активности и отсиживаться в специально защищенном убежище.

На фото два астронавта — Скотт Келли и Майкл Келли. А еще они — братья-близнецы. В прошлом году Скотт отправился в долговременную экспедицию на МКС, а брат остался на Земле. Смысл эксперимента, который завершился с возвращением Скотта после 12 месяцев на орбите, состоит в том, чтобы тщательно отследить все изменения, возникшие в организме Скотта в ходе полета, сравнив их с процессами, протекавшими в то же время в генетически идентичном организме брата.

Врач-радиолог Френсис Кукинотта в 2006 году писал в журнале Lancet Oncology, что во время полета на Марс протоны, электроны и высокоэнергетические ионы тяжелых элементов будут бомбардировать корабль с такой интенсивностью, что ядро каждой клетки тела космонавта будет сталкиваться с протоном или электроном раз в несколько дней, а с ионом тяжелого элемента — по крайней мере раз в месяц. Эти события ведут к повреждению ДНК и многократно увеличивают риск злокачественного перерождения клеток. Лейкемия, рак груди, щитовидной железы, легких и кишечника будут настолько обыденным событием на космических кораблях, что, по оценке автора, риск смерти от рака в ходе полета к Марсу будет составлять порядка 5%.

56 000 000 километров до ближайшей больницы

Пять лет назад человечество бурно отмечало юбилей полета Юрия Гагарина. Не остались в стороне и канадские специалисты по космической медицине Дэвид Уильямс и Мэтью Тюрнок. Они опубликовали обзорную статью с амбициозным названием «Исследование космоса человеком в следующие 50 лет», посвященную именно вопросу о том, в какой степени мы можем надеяться летать в космос сами, а не только отправлять туда роботов, несмотря на нашу хрупкую и ненадежную биологическую природу.

Из космоса с любовью

Земные исследования помогают развивать медицину в космосе, но верно и обратное: исследования в космосе помогают развивать медицину и здравоохранение на Земле.
В космосе важен каждый грамм и каждый вольт, и поэтому за десятилетия полетов инженеры разработали множество высокоэффективных систем очистки воды на борту станций. Некоторые их принципы, например обеззараживание с помощью йодосодержащих смол, сегодня активно внедряются в засушливых регионах Африки.
Для мониторинга здоровья космонавтов был разработан компактный прибор, позволяющий оценивать содержание оксида азота в выдыхаемом воздухе (его повышение может сигнализировать о ранней стадии воспаления дыхательных путей). Такие измерения важны и на Земле — для контроля за состоянием легких у больных астмой.
У людей, переболевших ветряной оспой, в условиях снижения иммунитета возможна новая вспышка активности вируса — на этот раз в виде опоясывающего лишая. Заболевание сначала вызывает сильную боль по ходу пораженного нерва, и лишь через несколько дней проявляется в виде характерных кожных высыпаний. Именно для космонавтов был разработан простой тест, позволяющий определить активацию вируса по его присутствию в слюне, а значит, раньше поставить диагноз, начать лечение и серьезно сократить продолжительность болезни и вероятность осложнений.

До недавнего времени, пишут исследователи, самой важной задачей в космической медицине было предотвращение тяжелых ситуаций. На МКС отправляют только абсолютно здоровых людей, а в случае возникновения каких-либо серьезных проблем их можно оттуда эвакуировать. Тем не менее с увеличением численности экипажа МКС пропорционально вырастает и вероятность того, что кто-нибудь из космонавтов заболеет на орбите. Еще выше она становится благодаря появлению космических туристов — хотя они тоже проходят медицинское обследование, но все же в мире не так много людей, которые одновременно готовы и заплатить за свой отпуск $20 млн, и при этом безукоризненно здоровы. Но самое главное — возможность отправить заболевшего человека на Землю существует, пока мы говорим об орбитальных полетах, и начисто исчезает, как только речь заходит об экспедиции на Марс.

Что можно сделать, если космонавту требуется серьезное хирургическое вмешательство? Основные надежды исследователи возлагают на телемедицину, в том числе удаленное управление манипуляторами робота-хирурга. Этот подход уже положительно зарекомендовал себя на полярных станциях и потенциально позволяет провести любую операцию. К сожалению, не факт, что Алекс перенесет ее благополучно — просто из-за непреодолимых проблем со связью. При максимальном сближении Земли и Марса расстояние между ними составляет 56 млн километров. Электромагнитная волна способна преодолеть эту дистанцию примерно за три минуты, и столько же ей понадобится, чтобы вернуться обратно. Неплохо, чтобы получить консультацию от коллег, но слишком долго для выполнения операции в реальном времени.

Получается, в команде должен быть невероятно высококвалифицированный хирург, способный манипулировать инструментами робота на месте, без серьезной помощи с Земли, независимо от того, какую именно операцию придется делать — на позвоночнике, на печени или на мозге. И да, желательно, чтобы это был не сам Алекс. Кроме того, стоит надеяться на то, что за предстоящие двадцать лет принципиально расширятся и возможности фармакологического лечения, и большинство болезней, требующих сегодня хирургического вмешательства, будет несложно остановить с помощью лекарств, в том числе созданных специально для Алекса прямо в корабельной лаборатории. Во всяком случае, выдуманная история его болезни показывает, что для покорения космоса требуются исследователи самых разных специальностей, и памятники за покорение Марса будут ставить не только физикам и астронавтам, но и — может быть, прежде всего — фармакологам и врачам, чья работа сделает дальнейшее освоение мира в принципе возможным.