ВЕНТИЛЯЦИЯ, ГАЗООБМЕН И ГЕМОДИНАМИКА ВО ВРЕМЯ ДЫХАНИЯ КИСЛОРОДОМ, ИМИТИРУЮЩЕГО ПРЕБЫВАНИЕ В СКАФАНДРЕ

© А.В.Суворов, А.П.Памова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы космической медицины и биологии"
2016 г.

Одна из процедур при подготовке к внекорабельной деятельности (ВКД) — это дыхание чистым кислородом для частичной десатурации организма человека от азота за определённое количество времени, которое может достигать 40 – 60 минут. После анализа доступной нам литературы, был сделан вывод о том, что достаточно мало работ посвящено измерениям вентиляция лёгких и гемодинамики за час дыхания кислородом для подготовки перед ВКД.

Задачей наших исследований было определить сдвиги в кардиореспираторной системе при данной процедуре для того, чтобы оценить имеет ли такое воздействие потенциальный риск для здоровья космонавтов.

В комплексном эксперименте приняло участие 10 практически здоровых мужчин в возрасте от 20 до 34 лет. Все обследуемые имели среднее физическое развитие. Перед экспериментом было подписано информированное согласие, а программа экспериментов была одобрена Комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ-ИМБП РАН.

Во время исследования испытатели находились в положении «сидя» в комнате с нормальной температурой и нормальным атмосферным давлением. Запись параметров начинали после периода 20–30 минутной адаптации. Использовали медицинский кислород в течение 60 минут, который подавали из 40-литровых баллонов через редуктор, ресивер и лицевую маску. Параметры записывали в 4 этапа: фон, через 5–10 минут и через 50–55 минут от подачи кислорода, восстановление. Для этого использовали прикроватный монитор реаниматолога (МПР6-03, «Тритон», Россия). Данные обрабатывали с использованием непараметрических статистических методов и представляли в виде медианы и квартилей Ме [Q1; Q2]. Критический уровень значимости р < 0,05.

По перечисленным выше периодам были получены следующие результаты (использовали метод Фридмена): Частота дыхания р=0,25, 14 [12;15]; 14 [11;15]; 13 [13;17]; 14 [14;16] в 1 мин; Дыхательный объём р=0,44, 0,77 [0,74;0,87]; 1,02 [0,67;1,24]; 1,13 [0,82;1,46]; 0,76 [0,58;1,22] л; Минутный объём дыхания р=0,33, 11,1 [10,5;11,4]; 13,4 [12,5;15,3]; 14,6 [13,1;15,0]; 10,7 [10,2;12,1] л/мин соответственно. Эти результаты свидетельствуют о том, что часовое дыхание кислородом незначительно влияет на состояние респираторной системы. При этом имеются некоторые тенденции к сдвигу параметров. С учётом того, что в космосе наблюдается детренированность мышц, включая диафрагму, есть вероятность того, что в полёте эти тенденции могут стать реальными и статистически значимыми.

Более заметные изменения были выявлены при анализе данных об артериальном давлении (АД), так АДд достигало 76 [75;78]; 76 [65;80]; 78 [76;80], 82 [80;86] мм рт. ст. при уровне р=0,03. Т.е., АДд возрастало, и было больше в периоде восстановления. АДс равнялось 120 [113;128]; 128 [123;138]; 123 [121;124], 127 [124;130] мм рт. ст., при этом уровень р=0,01. Попарное сравнение групп по Вилкоксону c р<0,017 выявило, что статистически значимые изменения произошли между 1 и 2 группой р=0,012, а также между 1 и 4 р=0,007, т.е., АДс возрастало к периоду восстановления, что, очевидно, связано с проявлением токсического действия кислорода. Частота сердечных сокращений р=0,39, 71,5 [66;80]; 73,0 [69;79], 74,0 [71;78], 74,5 [72;86] уд. в мин. Статистически значимые изменения отсутствуют.

Таким образом, как видно из представленных данных, имеются определенные тенденции в реакции кардиореспираторной системы с преимущественным изменением кровообращения, что требует дальнейшего изучения, ведь на борту космического корабля дыхание чистым кислородом может достигать даже многочасовых значений при сочетании с тяжелой физической работой. В конечном итоге это может приводить к переутомлению, настолько значимому, что может сказаться на работоспособности космонавта после ВКД. Вместе с тем, гипероксия в течение одного часа перед ВКД не является выраженным воздействием на человека и не вызывает значительных изменений в работе кардиореспираторной системы организма, обеспечивающей транспорт респираторных газов.