БИОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ АДАПТАЦИИ К ДЛИТЕЛЬНОМУ ВРАЩЕНИЮ

© Л.Г.Елкина, Л.А.Китаев-Смык, С.Н.Филипенков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2004 г.

К. Э. Циолковский предложил вращение для создания искусственной силы тяжести (ИСТ) в 1895 г. Эксперимент «искусственная тяжесть» планировался С. П. Королевым на космических кораблях «Восход» №5-№9, а затем готовилось внедрение ИСТ в длительных полетах орбитальных кораблей «Союз» (до 20 суток) и многоцелевой космической базы со сменой экипажей каждые 90-100 суток (Молодцов В. В., 2002; Mark Wade, 2001). В начале расхождения двух соединенных тросом кораблей, при их вращении относительно друга друга, создавалась бы ИСТ до 0,03 g. При расхождении на 300 м с увеличением скорости вращения до 7 град./с достигалась бы ИСТ=1/6 g, соответствующая лунной гравитации (Mark Wade, 2001). Моделирование ИСТ в экспериментах с участием добровольцев проводилось с 1963 по 1969 годы на наземном динамическом стенде «Орбита» с диаметром 20 м, частотой вращения 6-12 об/мин при планируемой по программе длительности вращения от 3 до 100 суток (Галле Р. Р., Емельянов М. Д., Китаев-Смык Л. А., Клочков А. М., 1974). Результаты биохимических исследований тогда опубликованы не были.

В докладе обобщаются полученные биохимические данные с целью выявления закономерностей адаптации к длительному вращению в течение 3-25 суток. Ежесуточная динамика показателей обмена кальция, активности аланиновой и аспарагиновой трансаминаз (АЛТ и АСТ) в плазме изучалась в сопоставлении с измерением содержания катехоламинов (КХА) в крови и кортикостероидов (17-ОКС, 17 КС) в моче. Наблюдалась отчетливая гормональная регуляция контролировавшихся биохимических показателей. В первые сутки происходило снижение показателей параллельно со снижением концентрации КХА. Затем, на третьи сутки и вплоть до окончания вращения наблюдалось повышение КХА, АЛТ, АСТ в крови, а также 17 КС в моче. В течение недели происходило постоянно нараставшее увеличение выведения кальция с мочой в несколько раз по отношению к исходным величинам до эксперимента. Показатели стабилизировались лишь к 5-7 дню, но оставались повышенными весь период вращения. Высокая активность трансаминаз свидетельствовала о существенном нарушении белково-липидных комплексов мембран клеток с образованием неселективных каналов, открывавших выход в кровь высокомолекулярным ферментам. Наряду с процессом адаптации организма человека в модельных экспериментах, вне зависимости от сроков вращения, наблюдалась длительная стресс-реакция, сопровождавшаяся повышением КХА в 2-3 раза и увеличением выведения кальция с мочой в 1,5-3 раза. Функциональное напряжение ЦНС и других регуляторных систем организма является, по нашему мнению, причиной увеличения уровня КХА и источником нарушений метаболизма кальция в условиях измененной гравитации. Отмеченные нарушения свидетельствовали о большом напряжении адаптационных реакций и высокой вероятности дезадаптации при длительном вращении непрерывно в течение нескольких суток.