Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В связи с тем что развитие программ пилотируемой космонавтики предполагает полеты за пределы околоземной орбиты — к Луне, к числу первоочередных задач космической медицины следует отнести необходимость изучения основных факторов медицинского риска, при которых будет осуществляется процесс освоения человеком этого небесного тела. К категории таких малоизученных факторов относится пониженный в 6 раз по отношению к наземному уровень лунной гравитации — гипогравитация. Принимая во внимание то, что большую часть активности на поверхности Луны будет составлять внекорабельная деятельность, включающая физическую активность с различным уровнем нагрузки, необходимо понимание физиологических аспектов переносимости физических нагрузок в условиях гипогравитации.
Цель данного исследования — оценка показателей кардиореспираторной системы человека при выполнении нагрузочного тестирования в условиях моделированной лунной гравитации после пребывания в условиях моделированной микрогравитации.
В качестве обследуемых лиц в работе приняли участие 15 практически здоровых мужчин-добровольцев в возрасте 21-40 лет. В целях моделирования физиологических эффектов невесомости использовали модель антиортостатической гипокинезии с углом наклона тела по отношению к горизонту -6° (АНОГ). Физиологические эффекты лунной гравитации моделировали методом ортостатической гипокинезии (ОГ) с углом наклона тела +9,6° по отношению к горизонту и с опорной нагрузкой на скелетно-мышечную систему, равной 1/6 веса тела [1].
Проведены 2 серии эксперимента. В опытной серии «Селена» приняли участие 5 обследуемых, которые находились в течение трех суток в условиях АНОГ, после чего переводились в ОГ. Кардиопульмональное нагрузочное тестирование (КПНТ) выполнялось до экспериментального воздействия и на втором часу воздействия моделированной лунной гравитации. В качестве сравнения (группа «Контроль») были взяты результаты, полученные во второй серии эксперимента, в которой обследуемые (n=10) выполняли физическую нагрузку в условиях земной гравитации до и после 3-суточной АНОГ.
В качестве физической нагрузки использовали трехступенчатый велоэргометрический тест с пятиминутными площадками мощностью 125, 150 и 175 Вт. Испытатели выполняли тестовый протокол на велоэргометре «Ergoline» в условиях земной гравитации, а в условиях моделированной лунной гравитации – на специально разработанном стенде с использованием велоэргометра «Monark». Параметры кардиореспираторной системы регистрировали при помощи эргоспирометрической системы MetaLyzer 3B. Запись проводили непрерывно в состоянии покоя непосредственно перед нагрузкой, на каждой минуте нагрузки и в течение первых 5 мин восстановительного периода. Для анализа значения показателей усредняли за 30 с.
Во время физической нагрузки значения всех кардиореспираторных показателей повышались пропорционально мощности нагрузки на всех этапах исследования. В группе «Селена» после трех суток АНОГ при выполнении нагрузки в условиях ОГ частота сердечных сокращений (ЧСС) значимо не отличалась от уровня фоновых значений, когда как в контрольной группе наблюдалось значимое (p < 0,05) увеличение параметра на всех этапах нагрузки по сравнению с исследованием до гипокинезии. Значительных изменений в динамике артериального давления (АД) после гипокинезии в группе «Контроль» не обнаружено. Однако в группе «Селена» при моделировании физиологических эффектов лунной гравитации значения диастолического и среднего АД на первых двух ступенях нагрузки были достоверно (p < 0,05) выше по сравнению с измерениями до гипокинезии.
При исследовании респираторной функции наблюдали достоверно (p<0,05) более выраженное увеличение легочной вентиляции (VE) и тенденцию к более низким показателям частоты дыхания (ЧД) и дыхательного объема (ДО) во время нагрузки в группе «Контроль». Абсолютные значения ДО в группе «Селена» были достоверно (p<0,05) ниже на фоне более выраженного учащения дыхания по сравнению с фоновыми значениями. В динамике VE в опытной группе при выполнении КПНТ в условиях ОГ после воздействия АНОГ значимых различий по сравнению с фоновыми значениями не отмечено. Межгрупповые различия в изменениях данных параметров достигли уровня достоверности (p<0,05). Данные изменения можно объяснить изменением структуры легочных объемов, эластических характеристик легких и биомеханики дыхания в условиях изменения положения тела относительно вектора гравитации вследствие смещения диафрагмы и органов брюшной полости и перераспределения жидкостных сред организма в краниальном направлении [2–4].
Достоверных различий в динамике потребления кислорода (VO2), выделения углекислого газа (VCO2) и дыхательного коэффициента (ДК) в процессе нагрузки в группе «Контроль» до и после воздействия АНОГ не обнаружено. В группе «Селена» значения величин VO2 и VCO2 имели менее выраженный прирост в ходе выполнения обследуемыми КПНТ в условиях ОГ после АНОГ, чем во время фоновой нагрузки. Межгрупповые различия в изменениях данных показателей достигали уровня достоверности (p < 0,05). Один из важных показателей экономичности и эффективности системы снабжения организма кислородом — «кислородный пульс» (VO2/ЧСС) достоверно (p < 0,05) имел менее выраженный прирост после гипокинезии в обеих группах. В группе «Селена» отмечали тенденцию к более низким значениям показателя во время КПНТ. Найденные различия, вероятно, могут быть связаны и с различным положением тела обследуемых при нагрузочном тестировании и, следовательно, с разным объемом мышечной массы, вовлеченной в выполнение мышечной работы (при педалировании в положении лежа на спине под углом +9,6° задействовано меньше групп мышц, чем в положении сидя на седле вертикально с фиксацией руками за «руль» велоэргометра).
Пребывание человека в условиях моделирования физиологических эффектов микрогравитации снижает толерантность организма человека к выполнению физической работы, на что указывают более выраженные реакции со стороны таких показателей кардиореспираторной системы как ЧСС, величина легочной вентиляции, как и ряда других во время выполнения нагрузочного теста после 3-х суток воздействия АНОГ в контрольной группе.
Однако при нагрузочном тестировании в день перехода из АНОГ в ОГ как модели физиологических эффектов лунной гравитации в группе «Селена» отмечены менее выраженные реакции со стороны таких показателей кардиореспираторной системы как ЧСС, VE и показателей газообмена по сравнению как с результатами контрольной группы, так и фонового тестирования. Данные изменения могут быть обусловлены изменением в функционировании кардиореспираторной системы вследствие изменения положения тела, перераспределения жидкостных сред организма в краниальном направлении, смещения положения диафрагмы и органов брюшной полости в условиях моделирования пониженных уровней гравитации.
