novosti-kosmonavtiki-2

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » novosti-kosmonavtiki-2 » Пилотируемые полеты. » Медикобиологические аспекты космических полётов


Медикобиологические аспекты космических полётов

Сообщений 61 страница 64 из 64

61

https://ria.ru/20190422/1552922440.html

Очки для плавания спасут космонавтов от проблем со зрением, выяснили ученые
МОСКВА, 22 апр – РИА Новости. Проблемы со зрением, поражающие космонавтов и астронавтов во время длительных полетов в космос, можно подавить, используя крайне простой инструмент – обычные очки для плавания. К такому выводу пришли ученые НАСА, опубликовавшие статью в журнале JAMA Ophthalmology.
"Наши эксперименты показали, что длительное ношение очков для плавания несколько повышает давление внутри глаз. Это можно использовать для того, чтобы подавить часть негативных эффектов, связанных с длительными космическими полетами", — заявила Джессика Скотт (Jessica Scott) из Университетской ассоциации космических исследований в Хьюстоне (США).

Российские и американские ученые уже много лет изучают то, как жизнь в космосе влияет на здоровье человека и работу иммунной системы людей и животных. К примеру, в 2015 году они выяснили, почему многие космонавты жалуются на проблемы со зрением в космосе, а также то, из-за чего астронавты программы "Аполлон" периодически падали и теряли равновесие на Луне.
В последние десять лет, как отмечают авторы статьи, когда астронавты и космонавты стали проводить все больше времени на борту МКС, космические медики столкнулись с новой проблемой – многие из их пациентов начали жаловаться на затуманенное зрение и головные боли.
Эти боли, как показали анализы, сопровождались развитием воспаления оптического нерва и "сплющиванием" внутренней части глазных яблок. Нечто похожее, как выяснилось, происходило и с членами экипажей "Аполлонов". От подобных болей и симптомов страдало более половины и тех, и других астронавтов, что заставляет и российских, и зарубежных ученых искать причины развития подобных проблем и пути их подавления.

Год назад ученые НАСА выяснили, что ухудшение зрения было связано с тем, как невесомость влияет на распределение жидкостей внутри черепной коробки и глаза. Как оказалось, жизнь в невесомости растягивала "слепое пятно" в центре наших глаз, где оптический нерв соединяется с рецепторами сетчатки. Это приводило к появлению зазора между сетчаткой и сосудами и развитию воспаления.
Скотт и ее коллеги нашли простое решение этой проблеме, наблюдая за тем, как менялась работа глаз и мозга двух десятков добровольцев, которых ученые поместили в своеобразный имитатор космических полетов. Он представлял собой кушетку, подвешенную в воздухе под таким углом, что голова участников опытов несколько склонялась вниз.
В результате этого жидкости в их голове и в других частях организма смещались примерно так же, как это происходит во время полетов на МКС. Во время этих "полетов" в космос ученые просили их исполнить некоторый набор упражнений, имитировавший типичную нагрузку на тело и мышцы космонавтов, и непрерывно замеряли давление в их глазах.
При этом, половине добровольцев ученые выдали обычные очки для плавания в надежде на то, что они сдавят окрестности глаз и компенсируют снижение давления в результате выхода в "невесомость".
Как оказалось, это действительно было так – давление в глазах участников опытов с очками было на 5-7 миллиметров ртутного столба выше, чем без них. При этом, что интересно, серьезные физические нагрузки дополнительно усугубляли проблемы с глазами у добровольцев, но очки подавляли большую часть этих изменений, делая давление близким к норме.
В ближайшем будущем, как отметила Скотт, ее команда попытается измерить минимальное давление, необходимое для подавления проблем со зрением в космосе, а также изучит то, безопасно ли носить подобные очки на протяжении длительного времени. В любом случае, ученые надеются, что их идея ликвидирует одно из главных препятствий для полетов на Марс.

62

https://www.youtube.com/watch?v=mZocW5r0TxE

Медицина и дальний космос 
Роскосмос ТВ
22.59
В ИМБП продолжается международный научный эксперимент «SIRIUS-2019», главная задача которого – подготовка экипажей к лунным экспедициям. О роли космической медицины в подготовке человека к полётам в дальний космос рассказывает лётчик-космонавт, Герой России, кандидат медицинских наук, заместитель директора Института медико-биологических проблем РАН Олег Котов.

63

https://ria.ru/20190614/1555482057.html

Евгения Ярманова: космонавты на МКС пробежали длину земного экватора
Ученые установили, что космонавты во время длительного полета в космосе испытывают проблемы со зрением и слухом, теряют эластичность костной ткани. Одной из проблем также является атрофия мышц. Чтобы выдержать перегрузки при возвращении на Землю и легче и скорее вернуться к полноценной жизни на планете, космонавты должны заниматься на специальных спортивных тренажерах не менее двух часов в день. Это не считая ношения специальных костюмов. Об имеющихся и перспективных тренажерах, в том числе тренажере водной гребли и бегущей дорожке, корреспонденту РИА Новости Андрею Красильникову рассказала заместитель главного конструктора Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН Евгения Ярманова.
– Евгения Николаевна, в 2013 году на МКС была доставлена российская бегущая дорожка БД-2. Как она показала себя в работе?
– Бегущую дорожку БД-2 мы создали совместно с тульской компанией "Модем-Техно" и Самарским государственным аэрокосмическим университетом. Туляки сделали блок полотна с пультом управления на базе планшетного компьютера, а самарцы – систему виброизоляции. Сейчас дорожка работает уже за пятилетним гарантийным ресурсом. Как подсчитали самарцы, космонавты суммарно пробежали на ней длину земного экватора – более 40 тысяч километров. За это время порвалось полотно дорожки, которое на тот момент было уже за гарантией. И то только потому, что Елена Серова использовала кроссовки с пластмассовыми шипами. Вышел из строя планшетный компьютер пульта управления БД-2, но он тоже на момент отказа выработал свой ресурс. А вообще, на Земле на хранении находится запасная дорожка.
– Какие уникальные особенности у дорожки?
– Ее система виброизоляции является ноу-хау и инновационным проектом. В ней использовали новый материал – металлорезину. Система виброизоляции обеспечивает отсутствие передачи вибрации от бегущего космонавта на конструкцию станции. Ведь когда человек бежит, то может ударять о поверхность с усилием до 300 килограммов, а благодаря виброизоляции на станцию передается не более 3 килограммов.
Тем не менее, когда мы установили дорожку на МКС, в нас буквально вцепились американцы, которые потребовали провести измерения вибраций, передаваемых на конструкцию МКС при эксплуатации дорожки. Было проведено неоднократное тестирование бега на дорожке с проведением замеров. Их результаты показали, что вибрацию мы никогда не превышали.
По углам дорожки стоят тензодатчики, измеряющие опорные реакции космонавта при беге. При хорошем ударе в костях вырабатывается кальций, восполняя его потерю в невесомости. Наша дорожка рассчитана на скорость бега до 20 километров в час, но космонавты разгоняются максимум до 16 километров в час.
– Чем наша дорожка отличается от американской?
– Основное отличие очень простое: у нас есть школа создания космических бегущих дорожек, у них – нет. Мы разрабатывали БД-2 от начала до ее поставки на МКС, а американцы пошли по иному пути. В прошлом у них был негативный опыт создания дорожки TVIS, поэтому для следующей дорожки T2 они попросту приобрели дорожку фирмы Woodway, доработали ее и сделали систему виброизоляции.
В конструкции БД-2 имеется регулируемый притяг на основе амортизационного шнура, который в невесомости с определенным усилием (обычно 60-70% от веса тела) "прикрепляет" космонавта к дорожке, имитируя земное притяжение. Эластичность амортизационного шнура обеспечивает правильный бег, то есть когда вы бежите, то не подпрыгиваете как кенгуру, преодолевая усилие. У американцев такого притяга нет. В свое время они заказали притяг у европейцев, но он до сих пор не введен в эксплуатацию.
– Какие отзывы у космонавтов о дорожке? Есть ли у них замечания?
– Когда у нас ломается БД-2, космонавты переходят на американскую дорожку T2. Но все они говорят, что российская дорожка лучше. Это приятно слышать.
Стоит отметить, что если у американцев ломается дорожка, то они не пользуются нашей. Может, у них политика такая. Хотя пару раз на снимках с борта станции было видно, как американец бегает на нашей дорожке.
По предложениям космонавтов мы не единожды дорабатывали программное обеспечение дорожки. Федор Юрчихин, к примеру, предложил временное решение проблемы на случай выхода из строя планшетного компьютера пульта управления БД-2. В результате мы сделали систему, позволяющую управлять дорожкой с бортового медицинского лэптопа. И на апрельском грузовом корабле "Прогресс МС-11"мы ее уже поставили на станцию.
– Сколько космонавт бегает в сутки?
– По 30-40 минут в день или где-то по 24 часа в месяц.Без бега в космосе очень тяжело. Это признают сами космонавты. Так, в 2008 году, когда на МКС сломалась дорожка TVIS, Сергей Волков и Олег Кононенко не бегали пять дней. Они сказали, что им потом было очень тяжело снова заниматься бегом. Или, как сказал Олег Артемьев, один-два дня не побегаешь – и уже сердце чувствуешь.
– Расскажите о других тренажерах на российском сегменте МКС?
– На станции имеется велотренажер ВБ-3М, который космонавты используют для тренировок как мышц ног (по типу велосипеда), так и мышц рук. Последнее необходимо при подготовке к выходу в открытый космос, где работа в скафандре требует большой силы рук.
На тренажере можно крутить педали со скоростью до 120 оборотов в минуту, но обычно космонавтам достаточно тренировок со скоростью до 60-80 оборотов в минуту.
Из новшеств тренажера: раньше космонавты крутили педали в кроссовках, а сейчас – в велотуфлях, так как мы установили для них специальные контактные педали. Кроме того, в этом году мы планируем доставить для ВБ-3М новый пульт управления с планшетным компьютером. В него можно будет вставлять карту памяти для записи результатов тренировок космонавтов с целью последующей их передачи на Землю.
– Имеется ли у космонавтов силовой тренажер?
– Да, есть силовой нагружатель НС-1М, который заменяет эспандеры. Но он дает небольшую нагрузку – до 30 килограммов на каждую руку. Сейчас в состав тренажера еще введена перекладина, которая расширяет комплекс упражнений.
Однако космонавты активно не пользуются тренажером, так как по договоренности с американцами могут заниматься на их силовом тренажере АRED с большими возможностями.
А некоторые космонавты до сих пор предпочитают эспандеры. К примеру, Александр Калери снял видео на МКС, на основе которого мы расширили комплекс упражнений с эспандерами и указали возможные места их крепления к поручням. Чтобы любители эспандеров знали, как выполнять то или иное упражнение.
– Как идет создание нового силового тренажера? В чем его отличие от американского?
– Силовой многофункциональный тренажер (СМТ) является аналогом АRED. Диапазон нагрузок у тренажеров одинаковый (до 250 килограммов), но на нашем можно выполнять чуть больше физических упражнений, чем на их. Однако основное отличие СМТ от ARED в том, что наш тренажер позволяет не только заниматься упражнениями, но и тестировать состояние мышц космонавтов.
Из особенностей СМТ – трансформация из горизонтального положения в вертикальное. Благодаря этому на нем можно выполнять следующие упражнения: жим ногами, сгибание и разгибание предплечий, приседания со штангой, становая тяга, подъем на носки, жим штанги лежа, тяга сверху, сгибание и разгибание туловища и имитация гребли.
Сейчас в питерском ЦНИИ робототехники и технической кибернетики изготавливается опытный образец тренажера. Летом в Самаре на специальном подвесном стенде мы планируем примерить тренажер, совместив его с системой виброизоляции. До конца 2019 года должны быть проведены автономные испытания СМТ. Далее, до 2021-2022 годов, питерцами будут сделаны два летных образца тренажера. СМТ планируется установить в Научно-энергетическом модуле (НЭМ), запуск которого на МКС намечается в 2022 году.
– Но эти сроки зависят от запуска многоцелевого лабораторного модуля "Наука"…
– Волнует немножко другое. Сейчас идут разговоры о создании российской орбитальной станции на базе отделяемых от МКС трех модулей – многоцелевого лабораторного, узлового и научно-энергетического. Но возникает вопрос: на чем космонавты будут бегать на этой станции? Ведь на НЭМ дорожка не предусмотрена и поставить ее туда уже нельзя, так как там будет СМТ. Другие два модуля даже не рассматриваются.
Существуют какие-то мелочи. Подумаешь, бегущая дорожка. Но когда все спохватятся, то будет уже поздно. Поэтому данную проблему надо решать сейчас. Ведь отсутствие дорожки в космосе компенсировать ничем невозможно.

64

https://ria.ru/20190619/1555669706.html

Ирина Огнева: хочется, чтобы первым в космосе родился российский ребенок
Российские ученые много лет пытаются создать условия для комфортной и здоровой жизни человека в космосе. Проектируют оранжереи, создают новые препараты и тренажеры. Все это должно помочь покорителям Вселенной. Однако без продолжения рода полеты к удаленным планетам будут неизбежно ограничены продолжительностью человеческой жизни. Отечественные специалисты уже думают над решением этой задачи. В каких вопросах космонавты отказываются сотрудничать с учеными, к чему привели эксперименты с насекомыми, что может помешать человечеству размножаться в космосе, в интервью специальному корреспонденту РИА Новости Дмитрию Струговцу рассказала заведующая лабораторией биофизики клетки Института медико-биологических проблем РАН Ирина Огнева.
– Возможно ли в принципе зачатие, вынашивание и рождение человека или другого многоклеточного организма в условиях космического пространства?
– Для некоторых видов возможно. Однако требуются детальные исследования применительно к млекопитающим, в том числе к человеку. Пока возможность безопасного развития и рождения человека в условиях космического полета трудно оценить. Существует целый ряд опасений, которые могут создать препятствия или стать критичными для появления здорового потомства.
В целом рождение живых организмов в условиях космического полета наблюдалось неоднократно. В свое время на станции "Мир" появились птенцы перепела.
Недавний эксперимент с плодовой мушкой дрозофилой показал, что копуляция, оплодотворение и появление нескольких последовательных поколений проходят результативно.
– Что это за эксперимент?
– В 2014 году на биоспутнике "Фотон-М" мы отправили в космос мух дрозофил. Полет длился 45 суток. Во время эксперимента было получено три последовательных поколения насекомых. По возвращении на Землю мы поделили поколение мух на две группы – одну оставили в лаборатории, а другую через 20 суток после посадки снова отправили в космос – на этот раз на МКС. Выяснилось, что вернувшиеся в космос мухи размножались в условиях невесомости гораздо продуктивнее, чем их собратья, оставшиеся на Земле. Скажу сразу, таких результатов мы не ожидали. Это выяснилось совершенно случайно, задачи в эксперименте были другие. Это просто наблюдаемый факт. Опыт, конечно, нужно повторять, потому что полученные результаты оставляют много вопросов.
– Если с мухами все складывается неплохо, то в чем сложности с человеком?
– Человек сложнее. Очень много критических моментов: формирование половых клеток, момент оплодотворения, ранние стадии дробления, имплантация, формирование плаценты. Эти процессы могут быть чувствительны к факторам космического полета. На сегодняшний день даже принципиально не ясно, осуществимы ли все эти процессы в условиях космического полета, и что делать в случае возникновения проблем.
исков в космосе множество – невесомость, изменение электромагнитного поля, изменение радиационного поля. Мы давно изучаем работу клеток в условиях моделирования длительного орбитального полета и часто видим изменения в одиночных клетках. Яйцеклетка – это одна из самых больших клеток организма, и есть все снования полагать, что и она будет чувствительна к внешним воздействиям. Помимо этого, свой вклад внесут газовый состав атмосферы, микробиологическая обстановка, замкнутое пространство и другие факторы психологического напряжения, которые могут привести к физиологическому стрессу и изменению гормонального статуса человека.
– А как с другими планетами? Не помешают ли изменение уровня гравитации, магнитного поля и другой уровень радиации для размножения, к примеру, сотрудников лунных и марсианских баз? Придется ли им лететь на Землю для продолжения рода?
– Если люди поселятся на Марсе, и встанет вопрос о продолжении человеческого рода, то спрос родит предложение и стимулирует соответствующие научные исследования. Я уверена, что наука с этой задачей справится.
Вспомните, еще каких-то сорок лет назад пара с диагнозом "бесплодие" не могла иметь ребенка. Однако в 1978 году с помощью программы ЭКО родился первый ребенок. Еще 20 лет назад люди не умели создавать условия для искусственного дозревания яйцеклетки. Сейчас это делать научились.
Кроме того, если человек научится выживать на других планетах, наверняка возникнут какие-то механизмы приспособления к окружающей обстановке. Как, к примеру, у тех же мушек дрозофил.
– Сейчас генные изменения человека запрещены во всем мире, хотя китайский ученый вроде бы провел эксперимент на двух детях. А как быть с людьми – будущими обитателями баз на других небесных телах? Им можно будет менять ДНК для адаптации к условиям своего нового дома, противостояния негативным факторам космоса?
– Что касается человека, то это, как вы понимаете, довольно сложно в первую очередь с юридической точки зрения. Манипуляции с человеческим генетическим материалом запрещены во многих странах. Станет ли это возможным в будущем, я не знаю. Я не юрист. Это вопрос научной этики. Когда мы говорим о геномодифицированной сое, мы же не называем ее обычной соей. А когда речь будет идти о геномодифицированном человеке, можно ли будет его считать человеком или в какой-то момент он станет другим видом? А если так, будут ли на этот вид распространяться юридические нормы для человека? В то же время, когда человек начнет выживать на других планетах, наверняка возникнут какие-то механизмы приспособления к окружающей обстановке, и насколько они будут серьезны, никто не сможет сказать.
– Будут ли продолжены эксперименты по размножению в космосе, может быть, от перепелов и мух планируется перейти к более сложным организмам, тем же млекопитающим, а затем настанет время и для человека?
– Для понимания ранних этапов развития плода проводились и планируются эксперименты с млекопитающими – в первую очередь мы работаем с мышами и крысами. В СССР на спутниках серии "Космос" крыс отправляли в полет на последнюю четверть беременности, затем состоялся совместный российско-американский эксперимент на шаттле, когда крысы полетели во вторую половину беременности. У новорожденных крысят отмечены некоторые изменения, например, в органах эндокринной и нервной систем. Однако следует отметить, что они не были критичными для дальнейшего развития животных.
В 1996 году наши американские партнеры отправили на шаттле "Колумбия" клеточные зародыши мышей. Ни один из них не развился. С чем связано – сложно сказать. Возможно, с теми условиями, в которых культивировались зародыши, ведь тогда не было такого прогресса в области ЭКО, как сейчас, а может быть, сказались негативные факторы космического полета. В дальнейшем мы планируем продолжить похожие эксперименты.
– Когда они состоятся?
– Мы планируем внести повторение эксперимента с мухами в научную программу биоспутника "Бион-М", запуск которого намечен на 2023 год. До тех пор собираемся провести с ними же серию экспериментов на МКС.
Там же на "Бионе" запланирован эксперимент по сперматогенезу у мышей. Длительность эксперимента практически полностью соответствует длительности этого процесса, то есть полного обновления сперматозоидов. Считаем, что с мужским фактором в космосе все попроще. Сперматозоиды более компактны для внешнего воздействия, со временем они обновляются. А вот пул женских яйцеклеток один на всю жизнь с возможностью получения и накапливания негативного воздействия факторов космического полета.
Кроме того, на этой неделе у нас в институте на специальной установке начнется эксперимент по наблюдению за формированием зародышей в условиях невесомости. Будем изучать изменения яйцеклеток, сперматозоидов и эмбрионов на разных стадиях.
Также мы участвуем в американском эксперименте Rodent Research с мышами. Российские космонавты помогают американским коллегам, за это наши ученые получают часть биоматериала. Возможности отправлять мышей для экспериментов на российский сегмент, к сожалению, у нас нет.
– Можно ли сравнить российский и зарубежный уровни в медико-биологических исследованиях в космосе? У нас богатый опыт, а у американцев – лучше оборудование на МКС. Мы все же еще держим марку или начали уступать партнерам?
– Во-первых, я считаю, что наука не имеет национальности. У нас довольно много совместных экспериментов, которые мы могли провести только вместе с зарубежными партнерами. В целом имеет смысл бороться за научный прогресс всего человечества. С другой стороны, конечно, мы помним о том, что мы всегда были первыми в космосе и во многом до сих пор остаемся первыми, поэтому хотелось бы, чтобы первый человек, который родится в космосе, был гражданином России. Но во главу угла мы должны ставить не патриотический популизм, а заботу о человеке. Главное не факт того, что он родился, а чтобы он родился здоровым. И в этом смысле мы, безусловно, конкурентоспособны, поскольку нам принадлежит приоритет во многих исследованиях.
– Время от времени в зарубежных СМИ вспоминают о полете в 1992 году на американском шаттле семейной пары астронавтов Ненси Девис и Майкла Ли. Полет породил слухи о проведении эксперимента по зачатию в космосе. У нас желтая пресса вспоминает о полетах российских женщин-космонавтов в совместном экипаже с мужчинами-коллегами. Есть ли у вас информация, что российские или американские ученые проводили в космосе эксперимент по зачатию?
– У меня – нет. У российских и советских специалистов такой возможности, по всей видимости, не было. А американские специалисты очень осторожны и вряд ли попытались бы организовать такую разведку боем. Что бы они делали, если бы получилось? Смогли бы поручиться за здоровье этого ребенка? Думаю, что вряд ли.
– Неужели за все время космической деятельности человечества никто так и не проверил в космосе хотя бы возможности искусственного оплодотворения человеческих яйцеклеток?
– Нет. Нам с коллегами об этом неизвестно. Надо понимать, что тонкие механизмы развития живых организмов стали известны не так давно, отнюдь не 50 лет назад. Даже 15 лет назад это было просто невозможно.
– Нет ли планов создать генетический банк для космонавтов, чтобы они, отправляясь в космос, не боялись воздействия неблагоприятных факторов космического полета на репродуктивную функцию?
– Нет. Более того, мы не можем провести через Координационный научно-технический совет, который одобряет проведение экспериментов на российском сегменте МКС, такую рутинную процедуру как сдачу космонавтами спермограммы. Постоянно наталкиваемся на препятствия морально-психологического и этического характера. Желающих среди космонавтов не находится. Нам просто нужно получить биоматериал во время полета, но почему-то это вызывает у всех улыбку и неприятие. Тем самым мы не можем провести исследование сперматозоидов у космонавтов до, во время и после полета.
– Есть ли препятствия к самому процессу зачатия с точки зрения оттока крови от нижней части тела к голове в условиях невесомости?
– Очевидно, что из-за этого могут возникнуть проблемы с реализацией процесса копуляции. Но когда мы говорим о размножении в космосе, мы не имеем в виду секс, это несколько разные истории. По моим представлениям, запредельных сложностей с точки зрения осуществления процесса возникнуть не должно, а вот результата, скорее всего, не получится.
– Сколько времени может уйти на подготовку эксперимента по размножению человека в космосе?
– Никто не знает. Вероятно, такую конкретную задачу ставить рано, но как цель сформулировать можно.
– То есть сейчас ученые не готовы к тому, чтобы осуществить эксперимент по всему этапу размножения или его части – рождению человека в космосе?
– Думаю, что это сродни попыткам китайских специалистов редактировать геном человека. С научной точки зрения рождение любого млекопитающего в космосе – задача, которую можно решить. С морально-этической точки зрения – это эксперимент и в такой формулировке эксперимент с эмбрионами человека.


Вы здесь » novosti-kosmonavtiki-2 » Пилотируемые полеты. » Медикобиологические аспекты космических полётов