Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Жизнедеятельность человека в условиях невесомости





Космический полет предопределяет действие на организм космонавта ряда патогенных факторов:

Ø на динамическом участке полета (при старте и приземлении корабля) человек подвергается действию перегрузок, вибрации, шума, высокой температуры

Ø в орбитальном полете необычным состоянием для космонавта является невесомость и гипокинезия (пониженная двигательная активность)

Ø наконец, пребывание в космическом пространстве сопряжено со значительными дозами ионизирующей радиации (особенно, если космонавт временно покидает кабину корабля).

 

Несмотря на разнообразие факторов, действующих на человека в условиях космического полета, главным фактором, определяющим многие проявления адаптационных и патогенетических реакций при орбитальном полете, который является к тому же более продолжительной его составлящей, по сравнению с динамической частью полета, является невесомость. Под невесомостью понимают состояние полного или частичного исчезновения механического напряжения в тканях тела в результате отсутствия или уменьшения гравитационных сил. При полной невесомости вес исчезает вообще. Следовательно, при невесомости механическое напряжение структур тела уменьшается, прекращается и механическое воздействие силы тяжести на механорецепторы.

Постоянное влияние силы земного тяготения на земные организмы в ходе длительного эволюционного процесса прочно закрепилось в особенностях их строения, функции, поведения, пространственной ориентировки, двигательной активности и предопределило формирование сложного комплекса нервных и гуморальных механизмов регуляции, благодаря которым осуществляется поддержание постоянства внутренней среды целостного организма и его «уравновешивание» с внешней средой. Выпадение же одного из таких важных организующих факторов внешней среды, как сила тяжести, должно неизбежно повлечь за собой возникновение соответствующих перестроек в организме, носящих адаптационный характер, направленных на установление адекватных взаимоотношений с комплексом новых условий внешней среды, но при этом проявляющихся в возникновении феноменов «неупотребления» и «атрофии от бездействия». В частности, адаптация к невесомости сопровождается деструктивными процессами, снижением функциональных возможностей организма и его устойчивости по отношению к различным стрессовым воздействиям. Установлено, что в результате влияния невесомости значительно снижается устойчивость организма человека к действию перегрузок, физической работе и к пребыванию в условиях земной силы тяжести, кроме того, на фоне общей астенизации организма увеличивается вероятность развития ряда неврологических, психических и иммунологических изменений.

Первые научно-теоретические разработки вопросов, связанных с оценкой возможного влияния невесомости на организм человека, были проведены К.Э. Циолковским, который высказал предположение о том, что отсутствие веса будет сказываться, прежде всего, на двигательной функции и пространственной ориентировке; кроме того могут возникать иллюзорные ощущения положения тела, головокружения, приливы крови к голове. Длительное же отсутствие тяжести, по его мнению, может постепенно привести к изменению формы живых организмов, утрате или перестройке некоторых функций и навыков и является для организма человека вредным, подобно постоянному пребыванию в постели или в воде, когда возникает состояние гипогравитации.

Наиболее распространенные современные концепции относительно механизмов и последствий патофизиологического влияния невесомости на организм человека связывают возникновение всей совокупности изменений в организме с:

ü отсутствием весовой нагрузки на костно-мышечную систему,

ü а также с первичным влиянием невесомости на функцию афферентных систем и распределение жидкостей в организме.

 

Патологические сдвиги и адаптационные реакции организма, связанные с изменением деятельности афферентных систем в условиях невесомости. Переход к состоянию невесомости, по существу, означает функциональную деафферентацию обширных рецепторных полей, которые в наземных условиях реагируют на гравитационные силы и в значительной мере обеспечивают функцию пространственного анализа, пространственной координации движений, а также регуляцию постоянства внутренней среды организма. К числу этих рецепторных полей, в первую очередь, относятся:

ü отолитовая часть вестибулярного аппарата, которая является специфическим гравирецептором и обеспечивает восприятие гравитационной вертикали,

ü механорецепторы кожи

ü проприоцептивный аппарат опорно-двигательной системы

ü баро-, механо- и волюморецепторы сосудистого русла и внутренних полостей, заполненные подвижными органами.

 

Изменения в деятельности афферентных систем в условиях невесомости состоят в возникновении специфических субъективных ощущений:

ü головокружения,

ü «легкости тела»,

ü падения,

ü подъема,

ü переворота,

ü крена,

ü вращения.

Эти ощущения характеризуются различной выраженностью, длительностью и приобретают разнообразную эмоциональную окраску (страх, радость) в зависимости от индивидуальных особенностей, опыта и тренированности испытуемого. При этом в результате появления таких ощущений утрачивается представление о направлении гравитационной вертикали и пространственном положении тела, в особенности при отсутствии зрительного и тактильного контроля. Несмотря на то, что зрительный анализатор в условиях невесомости остается единственным информационным каналом, обеспечивающим пространственную ориентировку, он особенно в первоначальный период пребывания в невесомости может оказаться источником возникновения иллюзорных ощущений пространственного расположения окружающих предметов, что выражается в кажущемся смещении рассматриваемых объектов и «промахивании» при попытках их достижения. Вместе с тем, у здорового человека преимущественно за счет деятельности зрительного анализатора относительно быстро возникает сенсорная адаптация и нормальная ориентация в пространстве в условиях невесомости.

Кроме того, изменение взаимоотношений в деятельности афферентных систем при невесомости может послужить одной из возможных причин возникновения симптомов, характерных для болезни движения или укачивания, которые были зарегистрированы во время орбитальных полетов у каждого третьего летавшего космонавта. Одной из причин вегетативных проявлений болезни движения при космическом полете может служить снижение активности отолитовых рецепторов вестибулярного аппарата по причине отсутствия силы тяжести, интенсивный приток информации от которых в земных условиях подавляет рефлекторные вегетативные реакции с полукружных каналов. В результате этого люди становятся более чувствительными к действию угловых ускорений, воспринимаемых рецепторами полукружных каналов, что обуславливает появление и определенных вегетативных рефлексов в ответ на перевозбуждение вестибулярных ядер ромбовидного мозга, воспринимающих информацию от вестибулорецепторов полукружных каналов. Кроме того, провоцировать такое проявление болезни движения как тошноту в условиях невесомости может необычное распределение газов и жидкостей в различных областях пищеварительного тракта.

Изменение функционального состояния рецепторов в условиях невесомости может отчасти обусловить и определенные сдвиги в регуляции водного обмена у космонавтов в полете и послеполетном периоде. Так, после полетов продолжительностью до 5 суток закономерно обнаруживались явления дегидратации, которые могут быть обусловлены

ü уменьшением объема циркулирующей крови по причине замедления обменных процессов в результате отсутствия действия силы тяжести,

ü изменением состояния волюморецепторов левого предсердия, с участием которых регулируется секреция антидиуретического гормона,

ü изменением функционального состояния ядер самого переднего гипоталамуса, вырабатывающих данный гормон.

 

Таким образом, первичное влияние невесомости на функцию афферентных систем приводит к развитию многообразных сенсорных, двигательных, вегетативных и психологических реакций, отдельные из которых способны снизить эффективную роль человека в выполнении программы длительного космического полета и осложнить течение периода реадаптации, а изменение афферентации с интерорецепторов внутренних органов может обусловить определенные вегетативные изменения у человека.

Реакции животного организма, обусловленные перераспределением жидкостей в нем в условиях невесомости. Распределение жидкости в системе эластичных резервуаров определяется законами гидростатики. В частности, гидростатическое давление, величина которого пропорциональна высоте столба жидкости и ее удельному весу, воздействуя на стенки резервуара, вызывает их растяжение и соответствующее перераспределение объемов жидкости вниз. Данная закономерность проявляется и в распределении биологических жидкостей (главным образом крови) у человека и животных в наземных условиях. Так, пребывание в вертикальном положении сопровождается относительным депонированием некоторого объема крови в нижней половине тела, снижением венозного возврата к сердцу, систолического выброса и комплексом соответствующих компенсаторпых реакций. Ходьба, бег, прыжки, изменения положения тела в пространстве меняют величину и направление гравитационных смещений крови у человека, благодаря чему организм находится в состоянии постоянной готовности к включению компенсаторных реакций, связанных с действием гидростатического фактора. Постоянное пребывание в горизонтальном положении, напротив, уменьшает величину и изменяет направление гидростатических сил, а погружение в воду способствует их нейтрализации. В частности, в связи с тем, что вода через мягкие ткани оказывает эквивалентное противодавление на сосудистые стенки, депонирования крови в нижней половине тела даже при вертикальной позе под водой не происходит. В состоянии же невесомости действие гидростатического давления снимается полностью, в результате чего происходит перемещение некоторого объема крови из нижней половины тела в верхнюю. Подтверждением этому служит тот факт, что многие космонавты в состоянии невесомости испытывали ощущение прилива крови к голове, гиперемию кожных покровов лица, развитие отечности носоглотки и тканей лица. Электроплетизмографические исследования, проведенные при кратковременной невесомости на самолете, выявили увеличение кровенаполнения сосудов органов грудной клетки, а в орбитальном полете у космонавтов обнаружено повышение давления в системе яремных вен, а также развитие венозного застоя в бассейне черепно-мозговых сосудов.

Отмеченное в условиях невесомости относительное возрастание центрального объема крови (составляет у человека приблизительно 400 мл) при снижении гидростатического давления является пусковым механизмом рефлекса, приводящего к изменению водно-солевого обмена, потере плазмы и уменьшению общего объема циркулирующей крови до величины, при которой заполнение кровью центральных вен возвращается к гомеостатической норме. Рецепторная зона этого рефлекса локализована преимущественно в области левого предсердия. В частности, Гауэр и Генри установили, что увеличение объема левого предсердия увеличивают диурез у собак с 5 мл за 10 мин в норме до 13-21 мл за 10 мин. Импульсация от обнаруженных ими волюморецепторов левого предсердия поступает по вагусу в продолговатый мозг, а затем в супраоптическую область гипоталамуса и оказывает тормозное влияние на секрецию антидиуретического гормона, что ведет к уменьшению реабсорбции воды в почках, как следствие, возрастанию диуреза и потере плазмы.

Вместе с тем, наряду с информацией от волюморецепторов левого предсердия (определяющей срабатывание "объемного" механизма регуляции массы циркулирующей крови), большое значение в регуляции водно-солевого равновесия имеет и механизм осморецепции, от которого зависит выработка в коре надпочечников альдостерона, усиливающего реабсорбцию натрия и хлора, и, как следствие, воды из первичной мочи. Регуляция же секреции альдостерона осуществляется в зависимости от характера информации, поступающей от осморецепторов сосудистого русла и механорецепторов правого предсердия. В частности, снижение активности осморецепторов сосудов и растяжимости правого предсердия притекающей кровью обуславливают компенсаторное увеличение продукции минералокортикоидов клубочковой зоной коры надпочечников и, как следствие уменьшение диуреза и задержку солей и воды в организме. Вместе с тем, наряду с афферентной информацией от волюморецепторов правого предсердия, определенную роль в регуляции секреции минералокортикоидов надпочечниками играет и атриопептин, секретируемый клетками правого предсердия в ответ на перерастяжение и тормозящий продукцию минералокортикоидов, что будет способствовать увеличению диуреза и нормализации объема циркулирующей крови.

В конкуренции «объемного» и «осмотического» механизмов регуляции массы циркулирующей крови "объемному", срабатывающему в ответ на возрастание притока крови к левому предсердию, придается более важное значение, поскольку при нарушении постоянства объема крови осмотический механизм может уже не проявлять себя.

Одновременно с полиурией, обусловленной возрастанием центрального объема крови в условиях невесомости, уменьшается жажда и устанавливается отрицательный водный баланс. Процессы перестройки водно-солевого обмена и развитие относительной дегидратации протекают довольно быстро (преимущественно в течение первых двух суток воздействия невесомости), и водный обмен устанавливается на новом, более низком балансовом уровне, в результате чего уменьшаются интенсивность диуреза, количество потребляемой жидкости, а также скорость обновления воды.

Обусловленное потерей плазмы сгущение крови сопровождается возрастанием ее вязкости, хотя в дальнейшем может происходить и уменьшение массы эритроцитов, в результате чего соотношение форменных элементов крови и плазмы нормализуется. Снижение содержания гемоглобина, отмеченное при послеполетном обследовании космонавтов, обусловлено подавлением эритропоэза и, как показали исследования с имитацией невесомости, становится более выраженным по мере того как возрастает перераспределение крови из нижней половины тела в верхнюю. Кроме того, со стороны крови наблюдается лейкоцитоз и повышение свертываемости.

Между тем, в поздние сроки экспериментального моделирования невесомости намечается тенденция к восстановлению объема циркулирующей крови. Механизм этого процесса неясен, однако его можно связать с развитием вторичного альдостеронизма или с изменением других механизмов регуляции водного обмена.

Потеря жидкости служит одной из причин снижения веса тела, которое неоднократно регистрировалось в послеполетном периоде и после окончания экспериментов с имитацией невесомости. Величина этого снижения составляла в среднем от 2 до 5% от исходного веса тела, не зависела от продолжительности воздействия и относительно быстро компенсировалась за счет увеличенного потребления воды и пониженного диуреза. Вместе с тем, по мере увеличения продолжительности полетов восстановление веса происходит медленнее, что, вероятно, связано с изменением структуры потерь веса и увеличением доли тканевых потерь воды.

Еще одним специфическим результатом отсутствия гидростатического давления в условиях невесомости может быть возникновение изменений венозного тонуса (особенно на нижних конечностях), регуляция которого в наземных условиях в значительной мере определяется колебаниями гидростатического давления. В частности, в условиях космического полета изменяются упругоэластичные свойства вен, лишенных гидростатического давления, возрастает их ригидность, ухудшается растяжимость и сократимость.

Наряду с описанными изменениями в сердечно-сосудистой системе в условиях невесомости, вызванных отсутствием гидростатического давления крови, наблюдается также и снижение ортостатической устойчивости человека. Происхождение ортостатических расстройств связывается, в частности, с явлениями дегидратации, а точнее, с уменьшением общего объема циркулирующей крови, поскольку оно усугубляет снижение венозного возврата крови к сердцу при вертикальном положении тела. И, действительно, дегидратация любого происхождения (кровопускание, ограниченное потребление воды, тепловой стресс), как известно, отрицательно сказывается на переносимости воздействий, связанных с перераспределением крови к ногам. Кроме того, большое значение в генезе ортостатических расстройств придается также снижению мышечного тонуса, в особенности на нижних конечностях, уменьшению емкости венозного депо в нижней половине тела, проницаемости сосудистых стенок и выходу плазмы в межклеточное пространство, а также особенностям нервно-гуморальной регуляции функций в вертикальном положении. Установлено, что ортостатические расстройства после полета бывают более выраженными у тех космонавтов, у которых устойчивость к вертикальной позе была относительно ниже и перед полетом.

Дегидратация, обусловленная отсутствием или снижением гидростатического давления крови, по-видимому, является одной из причин ухудшения переносимости ряда других стрессовых воздействий, в частности ускорений и физических нагрузок. Так, установлено, что обезвоживание на величину, составлявшую более 4% веса тела, приводит к нарушениям со стороны изометрического мышечного сокращения, физической работоспособности и переносимости продольных ускорений.

Со стороны сердца в условиях невесомости вначале наблюдается тенденция к тахикардии, а затем – брадикардии. Брадикардия в условиях невесомости, очевидно, развивается в силу приспособления сердца к уменьшенной физической нагрузке (в частности, исключения мышечных усилий на преодоление сил земного притяжения) и сниженному обмену веществ. Дыхание вначале орбитального этапа полета несколько учащенное, затем быстро нормализуется и далее замедляется. В некоторых случаях возникают тошнота, рвота, слюнотечение, которые вместе с изменениями в сердечной деятельности и аппарате внешнего дыхания являются следствием повышенной активности блуждающего нерва, служащей одним из проявлений космической формы укачивания.

Таким образом, конечные эффекты, вытекающие из механизма перераспределения крови в состоянии невесомости, весьма серьезны и обуславливают уменьшение массы и объема циркулирующей крови, которое может вызвать и уменьшение объема межклеточной жидкости, что отрицательно скажется на работоспособности организма, переносимости различных нагрузок и ортостатической устойчивости после возвращения на Землю.

Date: 2015-07-23; view: 1464; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию