Глава 9. Космическая фармакология

Развитие космической физиологии привело к возникновению целого ряда новых дисциплин и научных направлений, тесно связанных с классическими, но получивших в новых условиях совершенно новое содержание. К числу таких новых направлений можно отнести и космическую фармакологию - специальную ветвь медицинской фармакологии. Каждый этап космического полета выдвигает перед космической фармакологией свои специфические задачи.

Задачи космической фармакологии в период предполетной подготовки космонавтов

В предполетный период выясняется индивидуальная переносимость космонавтами лекарств, отобранных для бортовой аптечки, проводится ознакомление космонавтов с целями и способами их применения.

Особую опасность в космосе может представить индивидуальная непереносимость лекарств, т. е. возникновение аллергических реакций на прием фармакологических препаратов. Возможность возникновения таких реакций, как сравнительно безопасных (сыпь, лихорадка, отеки, конъюнктивит и др.), но достаточно неприятных в условиях длительного полета, так и практически смертельных (анафилактический шок, генерализованный дерматит, гемолитическая анемия и др.), доказана для многих лекарственных веществ (пенициллин, стрептомицин, левомицетин, барбитураты, новокаин и т. п.). Поэтому одной из задач предполетного периода является выяснение чувствительности космонавтов к препаратам (например, с помощью кожных проб), исключение и замена тех лекарств, к которым обнаружена повышенная чувствительность.

Фармакологическое обеспечение этапов взлета и посадки космического корабля

Так как при взлете и посадке действуют одни и те же специфические факторы (гравитационные перегрузки, вибрации и др.), фармакологическое обеспечение их можно рассмотреть совместно.

Опыт орбитальных полетов показал, что достижение первой, а также и второй космической скорости не требует создания ускорений, лежащих за пределами выносливости тренированного организма. Достижение третьей космической скорости будет, вероятно, связано с увеличением длительности воздействия ускорений, а продолжительные полеты в условиях невесомости резко понизят резистентность (устойчивость) организма к перегрузкам, возникающим при посадке космического корабля на планеты.

Повышение резистентности организма к гравитационным перегрузкам может приобретать важное, а иногда (если технические возможности исчерпаны) и решающее значение. В этих целях рекомендуют применение веществ, уменьшающих перераспределение крови и ее застой в направлении перегрузки.

Второй путь защиты организма - применение антигипоксических средств. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в этом отношении могут оказаться полезными вещества, повышающие устойчивость организма к тяжелой, но кратковременной гипоксии. В условиях космического полета гипоксия может выступать в качестве самостоятельного патогенетического фактора при повреждении в системе регенерации воздуха, снабжения кислородом, при нарушении герметичности кабины и т. п. Следует, однако, иметь в виду, что кислород не может быть заменен никакими антигипоксическими средствами. Они способны лишь повысить резистентность организма к его дефициту, в результате чего успевают включиться и окрепнуть естественные механизмы. К ним относятся такие вещества, как гутимин и его производные, а также некоторые витамины, в первую очередь аскорбиновая кислота, тиамин, парааминобензойная кислота, пантотеновая кислота и некоторые другие средства.

Фармакологическое обеспечение длительного космического полета

Число и сложность проблем, которые возникают при длительных полетах, пропорциональны продолжительности последних. Здесь целесообразно обсудить лишь наиболее вероятные и требующие участия космической фармакологии проблемы.

Расстройства кровообращения, вызванные невесомостью. Главной причиной нарушений сосудистой регуляции в условиях невесомости считается уменьшение роли гидростатического фактора (т. е. исчезновение веса столба крови в сосудах). Во время полета в космосе это не вызывает сколько-нибудь серьезных нарушений циркуляции крови, но как только невесомость исчезает, может развиться ортостатическая гипотензия (понижение артериального давления) и коллапс (обморочное состояние). Подобные нарушения были отмечены у ряда космонавтов даже после сравнительно кратковременных полетов. Кроме того, эти расстройства регуляции сосудистого тонуса делают организм предельно чувствительным к кровопотере и шокогенным воздействиям в течение всего полета.

Характер и патогенез изменений гемодинамики и ее регуляции в условиях невесомости определяют задачи космической фармакологии в этом направлении. Эти задачи состоят не столько в коррекции нарушений кровообращения в ходе свободного полета, вероятность которых, по-видимому, невелика, сколько в профилактике серьезных расстройств во время маневров в космосе, спуска с орбиты и реадаптации к нормальной силе тяжести на Земле после полета. В связи с этим очень важна проблема лекарственной профилактики расстройств регуляции сосудистого тонуса и предупреждения гипотрофии сердца.

Для этой цели могут применяться сосудорасширяющие препараты короткого действия (нитроглицерин, изадрин). Однако применять их следует с большой осторожностью, так как передозировка сосудорасширяющих средств и избыточная гипотензия в космосе не могут быть компенсированы изменением положения тела. Столь же необходимо врачу-космонавту иметь па борту сосудосуживающие препараты для срочного оказания помощи при гипотензии, связанной с кровопотерей, травмами и другими непредвиденными воздействиями.

Вторая задача состоит в профилактике гипотрофии сердечной мышцы, возникающей в результате длительного снижения нагрузки. Острая декомпенсация сердечной деятельности при внезапном увеличении работы (в период изменения положения космического корабля, спуска с орбиты, исследований па планетах и т. п.) будет неизбежным следствием такой гипотрофии. В какой-то мере ее можно ослабить физическими упражнениями с пружинным эспандером и на велоэргометре.

Третья задача космической фармакологии - это оптимальный выбор лекарственных средств для терапии острой или намечающейся декомпенсации сердечной деятельности. Эти средства можно разделить на две группы: препараты, обеспечивающие энергетические потребности сердца, и вещества, повышающие тонус сердца. Основу первой группы составляют углеводы, в частности глюкоза. Помимо углеводов, целесообразно иметь некоторые ферменты и витамины (аскорбиновую кислоту, витамин Р, никотиновую кислоту, витамин B₁₅, пантотеновую кислоту).

Из кардиотонических средств быстрого действия строфантин, очевидно, будет самым приемлемым. Значительный интерес для космической медицины представляет новое кардиотоническое средство - гептамил. Во Франции его назначают в острых и хронических случаях ослабления сердечной деятельности на почве инфаркта миокарда, интоксикаций, утомления и т. п. Наряду с кардиотоиическим эффектом он обладает противоаритмическим и общетонизирующим действием.

Расстройства обмена, связанные с гипокинезией. Вопросы поддержания обмена (в широком значении этого слова) у космонавтов в условиях длительного воздействия факторов полета относятся к числу наименее разработанных.

Резкое сокращение двигательной активности в сочетании с невесомостью вызывает падение энергетического обмена (суточный расход энергии в условиях невесомости снижается), атрофию опорно-двигательного аппарата, гипотрофию сердца. Атрофия мышечной ткани сопровождается потерей белков и электролитов с последующим выведением почками азотистых шлаков (калия, магния, фосфора и кальция).

Коррекция этих сдвигов достаточно трудна и плохо разработана. Для уменьшения потери кальция при 14-дневном полете "Джемини-7" космонавты Борман и Ловелл ежедневно получали с диетой по 1 г хлористого кальция. Однако перегрузка пищи солями кальция и фосфора небезопасна в смысле возникновения камней в мочевыводящих путях. Наконец, любая диета не решает вопроса о предупреждении (или ослаблении) распада белка и потери аминокислот. С этой точки зрения более оправдан другой подход: активное воздействие на синтетические процессы в тканях. С указанной целью могут быть применены вещества, которые при систематическом приеме стимулируют синтез белков, повышают усвоение аминокислот и переводят отрицательный азотистый баланс в положительный. К ним относятся витамин B₁₂, фолиевая кислота и др.

Менее ясен вопрос о нарушениях баланса натрия и воды у космонавтов. Возможны два варианта таких нарушений: а) задержка натрия и воды с развитием отечности, несмотря на ограниченный питьевой режим, и б) потеря воды с интенсивной потерей натрия, калия, с мышечной слабостью и нервными расстройствами. В первом случае сдвиг баланса может быть временно сглажен уменьшением количества натрия в пище и дачей хлористого калия. Потеря жидкости организмом во многих отношениях даже более опасна, чем задержка жидкостей.

Применение фармакологических препаратов при нарушениях сна и психических расстройствах в полете. В длительном полете возможны различного рода нарушения режима труда и отдыха, что может приводить к десинхронозу, утомлению, снижению работоспособности, психическому напряжению и неврозам с их вегетативными компонентами (вплоть до стенокардии, язвенной болезни и т. п.). Отсюда очевидна важность строгого соблюдения режима сна и бодрствования во время длительного космического полета. Наконец, не исключено развитие у космонавтов нарушений психической деятельности, связанных с длительной изоляцией. Поэтому в арсенале врача-космонавта должны находиться средства борьбы с подобными нарушениями.

Из снотворных средств, по-видимому, могут быть использованы в условиях космического полета те препараты, которые в основном действуют на процесс засыпания, дают сон, максимально приближающийся к физиологическому (не оставляют последствий), не вызывают сонливости, вялости, снижения работоспособности, подавленного настроения, не влияют на сосудистый тонус, обмен веществ и т. п. Гамма-ОН (оксибутират натрия) и гемитамин (геминеврин), очевидно, больше других снотворных удовлетворяют этим требованиям.

В еще более обширной группе транквилизаторов (успокаивающих средств) следует отдать предпочтение веществам с минимальным отрицательным действием на скорость и четкость психических реакций, не снижающим артериальное давление и мышечный тонус, например триоксазину и либриуму.

Задача сохранения физиологического тонуса организма и профилактики депрессий требует испытания так называемых общетонизирующих средств, в частности мягко действующих растительных стимуляторов. В отличие от веществ группы фенамина они могут приниматься длительно, не вызывают пристрастия, бессонницы и не подавляют аппетита. Эти стимуляторы являются также адаптогенами, т. е. повышают неспецифическую резистентность организма ко многим чрезвычайным воздействиям и не истощают функциональные резервы организма. Можно рекомендовать некоторые витамины, относящиеся к группе физиологических стимуляторов, в частности аскорбиновую кислоту, витамин B₁, никотиновую кислоту, а также элеутеракок.

Проблема повышения работоспособности с помощью фармакологических средств. Первые же весьма кратковременные космические полеты показали быстрое возникновение утомления у космонавтов. Первые американские космонавты для снятия усталости и улучшения реакций по управлению кораблем примерно за час до посадки принимали декстрафетамин. Однако Борман и Ловелл отказались от этого средства и совершили весьма точную посадку после 14-дневного полета.

Мы считаем, что для повышения работоспособности следует избегать применения средств типа допинга ("подстегивающих" средств) в спорте (фенамин, первитин и др.), которые позволяют в короткий срок максимально "выложить" функциональные резервы организма. Эти средства не могут повысить работоспособность организма в сложных условиях, а при гипоксии эти вещества оказывают даже отрицательное влияние.

Поиски фармакологических веществ, способных задержать развитие утомления при работе в сложных условиях, составляют актуальную задачу космической фармакологии. Эффективного решения проблемы пока не существует. Некоторые надежды на успех дает применение определенных аминокислот (аспарагинат калия, глутаминовая кислота), а также витамина B₁, аскорбиновой кислоты и витамина Е.

Кислородному голоданию сердца, скелетных мышц и нервных центров давно придают определенное значение в механизме утомления. Это дает основание к применению некоторых антигипоксических средств, например медитана, и ряда витаминов.

Применение фармакологических средств при вестибулярных расстройствах. Эти нарушения не только влияют на работоспособность, но и осложняют жизнь человека в космосе. Причинам их возникновения и методам профессионального отбора посвящено много литературы. Несмотря на тщательную проверку и предполетную подготовку, эти нарушения в полетах наблюдались у ряда космонавтов.

Лекарственная профилактика и терапия вестибулярных нарушений составляют трудную задачу, так как при крайней степени выраженности эти расстройства слабо поддаются действию известных фармакологических средств.

Профилактика радиационных поражений. Имеющиеся препараты действуют в этом отношении только профилактически. Эффективных средств лечения уже развившейся лучевой болезни мы пока не имеем.

Химическая защита космонавтов от проникающей радиации очень актуальное, но весьма сложное дело, поэтому центр тяжести пока должен быть, видимо, перенесен в область техники (специальное армирование скафандров, кабины, создание временных убежищ в кабине и т. п.). Лишь в особых, непредвиденных случаях, когда надежность технической защиты вызывает сомнения, допустимо кратковременное (практически однократное) использование фармакологических радиопротекторов.

Проблема анабиоза и фармакология. При длительных космических полетах крайне заманчивым является достижение состояния анабиоза. Практическое осуществление этой задачи настолько сложно, что "анабиозные ванны" на борту космического корабля еще долго останутся эпизодами из фантастических романов. Однако проблемой этой начинают серьезно заниматься.

С практической точки зрения следует различать две степени анабиоза - гибернацию со снижением температуры тела до 26-28°, т. е. частичный анабиоз с сохранением естественного дыхания и сердечной деятельности, и глубокую гипотермию со снижением температуры до 2-6°. Если учесть, что понижение температуры на 1° уменьшает потребление кислорода и обмен в среднем на 5%, то гибернация (зимняя спячка) даст экономию ресурсов жизнеобеспечения на 35-40%, а глубокая гипотермия - почти на 100%.

Состояния анабиоза невозможно достигнуть и поддерживать без физического охлаждения. Задачей космической фармакологии в этой области является создание средств, обеспечивающих надежную и безопасную блокаду защитно-приспособительных механизмов при погружении в анабиоз, профилактику сердечно-сосудистых расстройств в процессе охлаждения и особенно последующего согревания, устранение обменных и иных нарушений после анабиоза. Все эти задачи решены, но применительно к краткосрочному анабиозу, длительностью несколько часов, в условиях современной хирургической клиники. Проблема же длительного анабиоза, на протяжении нескольких месяцев или лет, требует принципиально иных решений и, следовательно, экспериментальных поисков в совершенно новых направлениях.