Круглое лицо и цыплячьи ножки: что происходит с человеком в космосе

Можно ли ждать, что полеты в космос станут оздоровительными, почему лица астронавтов становятся круглыми, как жизнь без гравитации влияет на человеческий организм, чем легкое при микрогравитации похоже на бутылку с водой и как сделать непрямой массаж сердца на орбите, рассказала корреспонденту Indicator.Ru Таис Руссомано, международный эксперт по космической медицине и астробиологии из Бразилии.

Профессор Таис Руссомано — первая и на данный момент единственная женщина-врач, родившаяся в Латинской Америке и специализирующаяся в области космической физиологии, биологии и медицины. Она прошла тренировки в NASA и консультирует проект Mars One, и недавно она выступила на конференции в Российском университете Дружбы народов.

— Мы знаем, что маленькая гравитация или почти полное ее отсутствие негативно влияет на человеческий организм. Некоторые мускулы без тренировки становятся слабее, кости могут стать более хрупкими. Но все это касается опорно-двигательной системы. Как чувствуют себя в космосе другие системы органов, дыхательная или кровеносная?

— Когда вы говорите о космической миссии, важно различать, идет ли речь о коротком или долгом полете. Во время короткой миссии нужно больше беспокоиться об изменениях, происходящих с вестибулярным аппаратом. Первые 72 часа вы будете чувствовать себя очень плохо, но это нормально — не для всех астронавтов, но для большинства. Вас будут мучить сильная тошнота и дезориентация в пространстве.

Будет много изменений в работе сердечно-сосудистой системы. На Земле жидкость скапливается в нижней части нашего тела. В космосе же жидкости тела и кровь, наоборот, скапливаются в верхней части. Все это происходит в самом начале полета. В дальнейшем вы перестаете использовать часть мускулов, костей, и мышцы понемногу атрофируются, особенно те, которые в повседневной жизни мы используем против гравитации: мышцы спины и ног. Последствия зависят и от того, в какой фазе полета вы находитесь.

Обычно некоторые системы органов адаптируются, что-то можно компенсировать с помощью противодействия: тренировок, упражнений, чтобы предотвратить потерю массы мышц и костей. Это могут быть упражнения со специальными спортивными снарядами на сопротивление, либо беговая дорожка или велотренажер, к которому космонавт прикрепляется специальными ремнями.

Но есть и явления, которые сейчас нельзя компенсировать, от которых космонавта не могут защитить. Один из них — радиация. Другой — воздействие на его психику. В космосе вы все время находитесь в незнакомой обстановке, вдали от семьи, друзей, в необычной ситуации — вращаетесь на орбите вокруг Земли. Психосоциальные аспекты также могут быть очень важны в длительном полете.

— А бывают какие-то положительные последствия космического полета? Например, каким-то органам или системам органов «нравится» отсутствие земного притяжения.

— Некоторые органы адаптируются. Например, сердечно-сосудистая система сначала меняется, а потом адаптируется. А вот легким очень хорошо. Дыхательная система отлично реагирует на микрогравитацию. Представьте бутылку с водой — это ваше легкое. Как и воды в этой бутылке, больше крови будет в нижней части легких из-за гравитации. Если я лягу на спину, кровь в легких концентрируется на спине, а не спереди. Если я двигаюсь, меняю положение, кровь в легких тоже перемещается. В космосе же все будет так, словно бутылка заполнена водой до краев: без гравитации кровь не перемещается в какое-то одно место, она распределена равномерно. Поэтому легкие отлично адаптируются к отсутствию земного притяжения. Конечно, аналогия с бутылкой не совсем точна: эта кровь не внутри легких, а вокруг них, в капиллярах, кровеносных сосудах.

Итак, как я сказала, есть системы, которые привыкнут к таким условиям в самом начале, есть те, изменения в которых можно скомпенсировать. Но когда вы вернетесь на Землю, вы будете страдать снова. Гравитация снова на месте, но ваши мускулы стали слабее, кости от нее отвыкли, ваш вестибулярный аппарат адаптировался к ее отсутствию… И вам снова плохо.

— Кровоток в венах ног очень зависит от гравитации. Иногда это может быть даже опасно для здоровья, когда венозная кровь застаивается там. Но в космосе гравитация не влияет на них так сильно — становится ли венам лучше?

— Если вы здесь, на Земле, много стоите или сидите, в ваших венах скапливается много крови. Вам нужно походить, подвигаться. Если вы летите из Москвы в Бразилию, это 12-15 часов. Ваши ноги становятся толще, они отекают. Это происходит потому, что кровь и другие жидкости нашего тела собираются внизу, и ткани разбухают.

В условиях микрогравитации эти жидкости перетекают вверх, поэтому отекать будет верхняя часть тела. Ваши ноги будут тоненькими, там будет мало крови — это называют «цыплячьими ножками». Так что у астронавтов на орбите лицо становится больше, оно выглядит круглым, припухшим и немного красным, а ноги тонкими. У вас будет больше крови в области грудины, шеи и головы. На Земле у нас возникают проблемы из-за гравитации, например варикозное расширение вен, но, чтобы заполучить варикоз в космосе, на мой взгляд, надо очень постараться.

— Может быть, это немного фантастический или безумный вопрос, но может ли такое случится, что в будущем мы будем посылать обычных людей, не астронавтов, в космос не просто как туристов, но и для лечения?

— Я думаю, однажды это станет возможным. Это направление пока не разработано, потому что мы отправляем в космос только очень здоровых людей, у нас есть данные только о них. Они не сверхлюди, но очень здоровые и натренированные, находятся в отличной форме. Мы точно не знаем, как космическое окружение повлияет на разные болезни. У нас нет данных о больных людях в космосе. Конечно, космические туристы, у которых есть деньги, могут отправиться на орбиту, у них могут быть заболевания, и в космосе таким людям может стать хуже. Но и лучше тоже может. Это до сих пор большой вопрос, потому что на него нет точного ответа, мы можем пока только строить предположения, а подтвердить их нечем.

— И развитие космического туризма поможет это понять.

— Да, я так думаю, потому что астронавты или космонавты отобраны по жестким стандартам. Быть здоровым — это требование. Мы должны быть уверены, что они хорошо адаптируются и справятся со своей задачей. Но туризм — это другой сценарий. Различие такое же, как у пилота и пассажира самолета: пассажир может не проверять все показатели своего здоровья, чтобы продемонстрировать, что он может путешествовать, хотя некоторые это делают, из-за болезней сердца например. Но пилот должен пройти через кучу анализов, тестов перед тем, как он будет допущен к управлению самолетом. Пилот здесь — профессиональный астронавт, а пассажир — космический турист.

Если вы платите, вы должны, конечно, соответствовать ряду критериев, быть в целом здоровым, но со временем это будет меняться. Было бы интересно отправить в космос детей: мы же не знаем, что происходит на орбите с телом 10-12-летнего мальчика, например. Наука может удивить нас.

В своей лекции я упомянула опыт с центрифугой, который мы проводили в своем центре. Мы должны были вращать в центрифуге растения круглосуточно на протяжении четырех дней. Но директор института сказал, что мы должны выключить все в пять вечера. Нельзя оставить работающую центрифугу на ночь в пустом институте: вдруг что-то пойдет не так. Я сначала расстроилась, но мой коллега, физиолог растений, сказал, что так даже лучше: у растений между экспериментами будет время, чтобы подрасти, пока они стоят просто так. И мы сможем посмотреть, как это влияет на их рост, посмотреть на растения в разном возрасте.

Поэтому интересно, чем удивит нас наука, что принесут дальнейшие исследования: как отреагировали бы на низкую гравитацию люди с заболеваниями, дети, беременные женщины. Однажды мы можем отправить в космос и таких путешественников. Не сейчас, конечно, мы сейчас к этому совсем не готовы, но однажды — почему нет.

— Российские ученые сейчас собираются отправить клетки на МКС, чтобы выращивать там биоинженерные органы на чипе. Должны ли органы и клетки чувствовать гравитацию, чтобы понять направление, в какую сторону расти?

— Я думаю, выращивание клеток в условиях микрогравитации — это интересный вопрос, относящийся к очень широкой области. Мы выращиваем клетки на Земле в 3D-клиностатах, в нашем центре MicroG, в Бразилии. Мы взяли старые клетки кожи и поместили их в условия микрогравитации, в симуляцию таких условий. И клетки стали «моложе». Увидеть, что клетки как бы развернулись назад во времени, стало большим сюрпризом. Клетки контроля постарели совсем и умерли, а те, которые мы поместили в условия микрогравитации, во-первых, внешне стали выглядеть моложе, а во-вторых, не умирали еще долго-долго.

Похоже, есть что-то, связывающее микрогравитацию и старение. Сложно сказать, будут ли органы или целый организм реагировать также.

— Может быть, это зависит от концентрации какого-то белка, которая меняется из-за гравитации, и он распределяется в клетке по-другому…

— Несомненно, это какое-то изменение на молекулярном уровне. Может, вообще гравитация на Земле отчасти виновата в том, что мы становимся старыми, морщинистыми и некрасивыми.

— Вы — один из советников программы Mars One. Какие сложности могут возникнуть в ходе этого проекта? Насколько я знаю, два человека в каждой миссии должны получить медицинскую подготовку, но нельзя научить, подготовить их ко всему. Если во время перелета или уже на Марсе возникнет какое-то непредвиденное обстоятельство, аппендицит, например, у одного из участников, можно ли будет руководить хирургической операцией с Земли?

— Я думаю, у участников проекта должна быть некоторая медицинская подготовка, потому что подготовиться ко всему, как вы сказали, невозможно. Поэтому можно комбинировать это с хирургией, которую выполняли бы роботы. Так что роботы-хирурги могли бы помочь удалить аппендикс, если возникнет воспаление.

Здесь важно помнить о связи с Землей: в самом удаленном от Земли положении задержка при передаче сигнала будет около 20 минут. Это сильно зависит от того, в каких точках находятся Марс и Земля, но в худшем случае сигнал идет около 20 минут только в одну сторону. Вы задаете вопрос, я отвечаю, потом вы спрашиваете опять — для диалога нам хватит одной минуты, а на Марсе это будет невозможно. Конечно, при чрезвычайных происшествиях это плохо. Мы должны создавать альтернативы: роботов или сложнейшие компьютерные алгоритмы, которые могут помочь начать лечение, пока не установилась эта связь.

— Расскажите подробнее о первой медицинской помощи в космосе. Чем действия, например в случае остановки сердца, должны отличаться от действий на Земле?

— Принцип при остановке сердца тот же самый: вам нужно начать делать непрямой массаж сердца, запустить сердце, массируя грудную клетку. Но, конечно, на Земле нужно положить человека на пол, поставить на него свои руки и надавливать на грудину. Делая этот массаж, я помогаю себе весом своего тела, но руки не сгибаю. Но если я в космосе, веса у меня практически нет.

Есть три техники, с помощью которых можно компенсировать отсутствие гравитации. Мы разработали одну из них, метод Эветтс – Руссомано. Вы обхватываете вашей левой ногой правое плечо пациента, а правой ногой — его туловище. Лодыжки оказывающего помощь должны скреститься под спиной пациента, и в таком стабильном положении можно уже надавливать на грудину.

Видео оказания первой помощи по методу Эветтс — Руссомано. Источник видео — сайт компании InnocaSpace.

— А есть ли какие-то особенности в других видах первой медицинской помощи? Например, при остановке кровотечения, когда пациент находится на орбите?

— Когда у кого-то кровотечение в космосе, главная проблема состоит в том, что она не будет капать на пол. В условиях микрогравитации капельки будут летать, дрейфовать, и может проникнуть в тела других космонавтов через глаза, нос, рот.

— Сайт программы Mars One сообщает, что уже в 2027 году первые «колонисты» достигнут Марса. А можете ли вы рассказать о том, как проходят разработки роботов-хирургов для программы? Есть ли уже какие-то результаты? Я знаю только о работе над запуском спутника, чтобы предотвратить длительные задержки связи, когда Марс и Земля находятся по разные стороны от Солнца и очень далеки друг от друга.

— Да, в таком случае время задержки составит около 20 минут. Поэтому компьютерная медицинская диагностика и назначение лечения могут быть очень важны. Другая область — роботы-хирурги, которые смогут выполнять некоторые операции. Эти инициативы — часть программы телемедицины, которая необходима для поддержания физического и эмоционального здоровья людей на Марсе. Однако, как эти проекты сейчас развивают в команде Mars One, я точно не знаю. Хотя на данный момент, конечно, множество исследовательских организаций по всему миру развивают такие проекты. Хирургия на расстоянии — уже реальность.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram.