НОВОСТИ   БИБЛИОТЕКА   ЭКЗАМЕН ПО АНАТОМИИ   ЭКЗАМЕН ПО ПАТОЛОГИИ   О САЙТЕ  






предыдущая главасодержаниеследующая глава

Термины на букву "К"

КАРАНТИННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ (КМ) - санитарные мероприятия для предупреждения распространения заразных болезней, заключающиеся в изоляции на определенный срок больных и лиц, вероятно или бесспорно контактировавших с больными.

Инфекционные заболевания наиболее часто распространяются при:

  1. непосредственном (прямом) контакте с больными людьми в разгар болезни;
  2. контакте с различными выделениями больных (мельчайшие капельки при кашле, рвотные массы, испражнения и т. п.), содержащими болезнетворные микробы;
  3. контакте с больными в инкубационный период заболевания или с так называемыми носителями возбудителей болезни;
  4. контакте с предметами, обсемененными микробами, а также при употреблении зараженной пищи и воды;
  5. контакте с различными переносчиками болезней (насекомые, грызуны и т. д.).

При возникновении инфекции КМ обычно направлены на прерывание наиболее вероятных путей ее распространения. В общей системе медико-биологического обеспечения космических полетов КМ проводят для предотвращения инфекционных заболеваний у экипажей космических кораблей или станций как при непосредственной подготовке к полету, так и в самом полете и заноса земных микроорганизмов на другие небесные тела и с других небесных тел на Землю при различных экспедициях или посылке автоматических возвращаемых станций.

В общих чертах КМ заключаются в ограничении контактов экипажа и лиц, тесно с ним общающихся (лиц "прямого контакта"), с другими людьми, в строгом соблюдении экипажем и лицами "прямого контакта" правил личной и общественной гигиены, в активном выявлении медицинской службой больных и носителей среди участников подготовки космических миссий, их изоляции и санации, в тщательной санитарной обработке или дезинфекции всех предметов, включая расположенные внутри космического корабля приборы, оборудование и т. п., с которыми может соприкасаться экипаж, а также транспорта, которым пользуются космонавты.

Если эпидемическая обстановка в районе пребывания Экипажа спокойная, то за 3 нед до полета вводят обсервационный режим (режим контроля, наблюдения). Лиц "прямого контакта" обследуют на носительство, их число по возможности ограничивают, повышают контроль за питанием и водообеспечением экипажа. Экипаж и лиц "прямого контакта" ежедневно осматривает врач, им измеряют температуру тела.

При ухудшении эпидемиологической обстановки вводят строгий карантин (сокращение до минимума лиц "прямого контакта", обязательная обработка рук и ношение масок при работе с экипажем, "казарменный" режим для всех, кто обслуживает экипаж, и лиц "прямого контакта", в том числе для работников пищеблока, уборщиц и т. п.). При подготовке миссий на другие небесные тела по специальной методике тщательно обрабатывают все, что попадает потом на их поверхность, а по возвращении автоматов или пилотируемых кораблей на Землю технику подвергают соответствующей обработке, а экипаж проходит карантин с тщательным микробиологическим контролем.

КАТАЛИЗАТОРЫ (К) - вещества, изменяющие скорость химической реакции. К. сохраняют свой состав в процессе химической реакции. Число известных К. необычайно велико, однако единой теории их подбора нет. Открыты и используются лишь частные зависимости, применимые к отдельным группам каталитических реакций. Так, например, для кислотно-основных каталитических реакций К. служат кислоты, основания, а также вещества, обладающие кислотно-основными свойствами (Al2O3, CaO, MgO и др.). Окислительно-каталитические реакции протекают в присутствии переходных металлов - платины, палладия, никеля, железа, кобальта и их окислов, а также полупроводников, не имеющих в своем составе переходных элементов (ZnO, CdO, ZnS).

, К. должны иметь высокую каталитическую активность и избирательность, высокое поверхностное напряжение, большую механическую прочность, незначительную спекаемость, устойчивость к ядам, легкость регенерации и т. д. В промышленности наиболее широко применяют в качестве К. платину (в производстве азотной кислоты), промотированный железный К. (для синтеза аммиака из водорода и азота), окись ванадия (для окисления сернистого газа в производстве серной кислоты), никелевые К. (в процессах гидрогенизации для отвердения жиров), гопкалит (в противогазовом деле для окисления окиси углерода в двуокись) и др.

В системах жизнеобеспечения экипажей космических кораблей К. применяются для окисления водорода в топливных элементах, в системах очистки газовой среды и регенерации воды. При создании круговорота веществ К. могут применяться для минерализации продуктов жизнедеятельности человека, получения аммиачной воды или азотной кислоты из мочи, углеводов и жиров из двуокиси углерода и водорода, утилизации углекислого газа по реакциям Сабатье, Белла, Будуара, Боша и др.

КАТАПУЛЬТИРОВАНИЕ (К) - способ покидания экипажем летательного аппарата в аварийных ситуациях, применяемый в авиации и космонавтике. К осуществляется в скафандре в катапультируемом кресле с парашютной системой, пиротехническим устройством, необходимым для выбрасывания Кресла из летательного аппарата, кислородными приборами, оборудованием для радиосвязи, обеспечения плавучести при посадке на воду, запасом продуктов питания и воды. Последовательность выполнения К автоматизирована. При К человек подвергается ударным перегрузкам.

КАТЕТЕРИЗАЦИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ СОСУДОВ И ПОЛОСТЕЙ СЕРДЦА (КМСПС) - основная и наиболее информативная методика клинической физиологии кровообращения, за разработку которой группа авторов (Richards, Cournand, Forssman) удостоена Нобелевской премии. В последнее время она нашла применение и в медико-биологических исследованиях с участием здоровых людей - добровольцев, спортсменов, летчиков. КМСПС позволяет, во-первых, изучить влияние факторов окружающей среды, в том числе и гравитационных, на систему кровообращения, а во-вторых, определить профессиональную пригодность.

КМСПС относительно безопасна и малотравматична. Только с ее помощью можно оценить роль различных органов и их взаимодействие в поддержании гомеостаза у человека в норме, при патологии и экстремальных воздействиях. Важным преимуществом КМСПС является возможность одновременной количественной регистрации основных показателей гемодинамики и метаболизма, т. е. в конечном счете оценка соответствия кровообращения метаболическим запросам тканей.

Наиболее распространенной и безопасной считается катетеризация магистральных сосудов конечностей, правых отделов сердца и легочной артерии. Для изучения кровообращения этих областей можно использовать и длительную (7 сут и более) имплантацию катетеров. Имплантация специальных катетеров Swan - Ganz с термистором в легочную артерию позволяет точно измерить основные показатели кровообращения, а их корректная косвенная регистрация отряжена со значительными трудностями или вообще невозможна. Присутствие одного катетера в этой области позволяет почти одновременно зарегистрировать кривые давления и их производные (давление в правом предсердии, желудочке, легочной артерии и легочных капиллярах, показатели сократимости и фазовую структуру правого желудочка), кривую терморазведения и ее производные (минутный и ударный объемы сердца, объем крови в правых отделах сердца, конечно-диастолический и конечно-систолический объемы правого желудочка, фракцию изгнания), получить пробы крови для биохимического анализа, вводить фармакологические препараты, индикатор. Имплантация катетеров устраняет эмоциональный стресс, связанный с процедурой .введения зонда, и дает постоянный (или длительный) доступ во внутреннюю среду человека. Это принципиально важно для изучения не только центрального кровообращения, но и гемодинамики и метаболизма различных органов (мозг, сердце, почки).

В определенных условиях (хорошо обученный персонал, современное оборудование, малотромбирующиеся катетеры и т. д.) КМСПС возможна в различных исследованиях с участием здоровых людей, в том числе при моделировании невесомости (постельный режим, иммерсия) и профилактике ее неблагоприятного влияния, гравитационных воздействиях (ортостатическая проба,- см. перегрузки на центрифуге), различных видах физической нагрузки (включая максимальную), введении фармакологических препаратов.

КАТЕХОЛАМИНЫ (КА) - гормоны мозгового вещества надпочечников, медиаторы симпатической и центральной нервной системы. КА являются важнейшими регуляторами приспособительных реакций организма, обеспечивающими возможность быстрого и адекватного перехода из покоя в состояние возбуждения с длительным сохранением этого состояния.

К пирокатехиновым аминам, или КА, относят:

  1. адреналин (эпинефрин, метиламиноэтанол, пирокатехин, 3,4-диоксифенил-окси-N-метил-этил-амин);
  2. норадреналин (норэпинефрин, артеренол, аминоэтанолпирокатехин, 3,4-диоксифенил-оксиэтиламин);
  3. дофамин (окситирамин, 3,4-диоксифенил-этиламин);
  4. пропилнорадреналин (изопротеренол).

Синтез КА (адреналина и норадреналина) происходит в мозговом веществе надпочечников, состоящем из хромаффинных клеток.

Схематически биосинтез КА можно изобразить следующим образом:


Кроме мозгового слоя надпочечников, хромаффинная ткань образует несколько скоплений:

  • параганглии - в капсулах и возле симпатических нервных узлов;
  • цепочка хромаффинной ткани около брюшной аорты;
  • органы Цуккеркандля - возле места отхождения от аорты нижней брыжеечной артерии.

Другим важным источником КА служит нервная ткань, и с ней связана функция норадреналина как медиатора симпатической нервной системы. Нервные импульсы вызывают освобождение в окончаниях постганглионарных симпатических нервов небольших количеств норадреналина, который стимулирует или ингибирует активность эффекторных клеток.

Дофамин - предшественник норадреналина в процессе биосинтеза, а также медиатор симпатической нервной системы. В мозговой ткани основное количество дофамина локализуется в corpus striatum, в базальных ганглиях, putamen, nucleus constatum, substantia nigra.

КА синтезируются в ткани мозга в относительно больших количествах; КА и ферменты их метаболизма распределены в центральной нервной системе неравномерно. Наиболее высоким содержанием КА отличаются подкорковые образования - подбугорье - и ретикулярная формация, имеющие отношение к центральной регуляции вегетативных функций.

В нейрогуморальных реакциях организма адреналину принадлежит громадная роль как посреднику между центральной нервной системой и железами внутренней секреции. Начальным звеном адаптационных процессов и мобилизации защитных сил организма является возбуждение симпатико-адреналовой системы, которое ведет к усилению выделения адреналина мозговой тканью надпочечников. При этом происходит активация коры головного мозга,- а также (через воздействие на адренергические элементы гипоталамуса) стимуляция выделения кортикотропинреализующего фактора, что ведет к выделению адренокортикотропного гормона, активации коры надпочечников и повышению уровня кортикостероидов в крови; одновременно происходит торможение холинергической системы.

Значение КА как регуляторов приспособительных реакций организма вытекает из их способности быстро и сильно влиять на обменные процессы в организме - стимулировать распад гликогена и жиров, накапливать в крови глюкозу, способствовать окислению жирных кислот, повышать потребление кислорода тканями, увеличивать работоспособность сердца и скелетной мускулатуры, обусловливать перераспределение крови для оптимального снабжения тканей энергетическими субстратами, усиливать возбуждение центральной нервной системы и участвовать в развитии эмоциональных реакций.

Изучение содержания КА в биологических жидкостях (кровь и моча) очень важно, так как КА являются одними из индикаторов для многочисленных стрессовых реакций организма.

После кратковременных и особенно длительных космических полетов у космонавтов выявлено значительное повышение активности гормонального звена симпатико-адреналовой системы на фоне снижения активности ее медиаторного отдела, что указывает на стрессовую реакцию.

КЕРВИН Джозеф (Kerwin, Joseph P.) - американский астронавт, капитан Военно-морского флота США, доктор медицины. Родился 19.02.32 г. В штате Иллинойс. В составе экипажа из трех человек проводил термовакуумные испытания прототипа командного модуля космического корабля "Аполлон" в 1968 г. В качестве космонавта-исследователя совместно с Чарльзом Конрадом и Полем Вейцем совершил первый пилотируемый полет по программе "Скайлэб" 25.05-22.06.73 г. Экипаж был доставлен на станцию "Скайлэб" модифицированным основным блоком корабля "Аполлон" № Пб. Д. Кервин и Ч. Конрад совершили выход в открытый Космос (4 ч 15 мин); во время полета выполнена обширная программа медико-биологических исследований (длительность полета 28 сут 58 мин). Д. Кервин - участник программы исследований НАСА "Перспективы исследований Космоса", в сентябре 1974 г. - руководитель подготовки космонавтов-исследователей, в дальнейшем- участник программы "Спэйс Шаттл" - руководитель отдела медико-биологических исследований. В настоящее время Д. Кервин - руководитель группы специалистов по операциям на орбите (программа "Спэйс Шаттл").

КИНИНЫ (К) - группа нейровазоактивных полипептидов, характеризующихся специфическим, но довольно широким спектром биологического действия. К называют местными, или тканевыми, гормонами (см.), хотя сами они не секретируются железами внутренней секреции, так как механизм их действия на организм идентичен таковому гормонов. К и связанные с их метаболизмом компоненты широко распространены в живой природе, они найдены в крови и спинномозговой жидкости позвоночных и беспозвоночных животных, в яде ос, пчел, .скорпионов, змей, в коже амфибий и растениях. В крови К образуются под влиянием калликреина из непосредственного предшественника кининогена; конечными продуктами этого энзиматического процесса являются брадикинин и каллидин, представляющие собой макромолекулярные полипептиды. Кининоген синтезируется в печени и гидролизуется под влиянием специфического энзима калликреина, обладающего, помимо кининогеназной, также эстеразной и протеазной активностью. Калликреин, активность которого в норме невысока, образуется в свою очередь из прекалликреина.

Структура калликреин-кининовой системы, ее активирование и торможение позволяют назвать ее системой "плавающих" регуляторов там, где возникли условия для запуска "каскада" калликреин - кининоген - кинин. Снижение активности калликреина связано с его взаимодействием с ингибиторами α-2-макроглобулином и С-эстеразным инактиватором: эти два протеина плазмы крови осуществляют контроль активного состояния калликреиновой системы. Таким образом, "деингибирование" калликреиновой системы - ценный клинический показатель тяжести и исхода заболевания. К, не влияя непосредственно на ино- и хромотропные параметры сердечной мышцы, способны в необычно малых молярных концентрациях вызывать сокращение и расслабление гладкомышечных элементов практически всех кровеносных сосудов организма.

Клинический интерес к кининовой системе обусловлен высокой фармакологической активностью К, их способностью расширять сосуды, снижать артериальное давление, повышать сосудистую проницаемость, вызывать местную миграцию лейкоцитов и боль.

Таким образом, кининовую систему следует рассматривать как депрессорный гуморальный механизм, участвующий в адаптации кровообращения и выполняющий компенсаторно-защитную роль; изучение этой системы представляет несомненный интерес для космической медицины.

КИНОТРЕНАЖЕРЫ (К) - устройства для отработки и закрепления профессиональных навыков по управлению динамическим объектом или процессом. К относятся к классу специализированных тренажеров (см.) и используются для подготовки и тренировки космонавтов. Структурно К предcтaвляют собой замкнутую .систему, в состав которой входят кинопроектор, рабочее место оператора, оборудованное органами управления приборами, сигнализаторами и т. д., а также счетно-решающие устройства автономного типа или вычислительная машина. Кинопроектор используют для просмотра цветных или черно-белых кинофрагментов, воспроизводящих внекабинную обстановку на том или ином этапе космического полета. В частности, в К, предназначенном для отработки ручной ориентации космического корабля в орбитальном полете, воссоздаются картины звездного неба и земной поверхности по трассе "полета". Изменения внешней обстановки вследствие эволюции корабля на орбите имитируют путем изменения скорости и направления перемещений кинопленки по командам вычислительного устройства в зависимости от сигналов, поступающих с органов управления.

КИСЛОРОДНАЯ ЕМКОСТЬ КРОВИ (КЕК) - количество кислорода, которое может быть связано кровью до полного насыщения гемоглобина. КЕК в норме составляет 0,19 мл кислорода в 1 мл крови (при содержании гемоглобина 8,7 ммоль/л-14 г %) при температуре 0°С и барометрическом давлении 760 мм рт. ст. (101,3 кПа).

В основном величину КЕК определяет содержание гемоглобина; так, 1 г гемоглобина связывает 1,36-1,34 мл кислорода, а в 1 мл плазмы крови растворено 0,003 мл кислорода. Кровь человека, содержащая 700-800 г, гемоглобина, может связать около 1 л кислорода.

В клинике пользуются процентным отношением содержания кислорода в крови к КЕК, которое выражает насыщение гемоглобина кислородом.

КЕК снижается при отравлении салициловыми препаратами, бензолом, мышьяком, окисью углерода (см.) и т. д. У женщин КЕК в среднем ниже, чем у мужчин, в связи с меньшим содержанием гемоглобина в крови.

Уменьшение КЕК снижает устойчивость организма к действию экстремальных факторов (гипоксия.- см. перегрузки, физическая работа) и приводит к понижению общей резистентности.

КИСЛОРОДНО-ДЫХАТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА (КДА) - устройства, предназначенные для подачи в дыхательные пути кислорода или содержащей кислород газовой смеси. КДА используют под водой, на высоте, в загрязненной газовой среде, при лечении нарушений кислородного режима организма, а также для повышения устойчивости организма при перегрузках. На летательных аппаратах КДА применяется в основном для повышения рО2 во вдыхаемом воздухе при высотных и космических полетах, а также как аварийное средство при покидании самолета. В сочетании с высотным снаряжением КДА обеспечивает автоматическое регулирование процентного содержания кислорода и рО2 во вдыхаемой газовой смеси, режима давления в снаряжении по высотам, расход кислорода, сопротивление дыханию.

В состав КДА входят: оборудование для получения и хранения запасов кислорода, газопроводная арматура, регуляторы давления, кислородные приборы (бортовые, парашютные, переносные) и маски (гермошлемы).

Кислород хранится на борту или получается непосредственно в полете (твёрдые химические источники, бортовые генераторы кислорода).

Основной частью КДА являются кислородные приборы с непрерывной подачей, с периодической подачей только на вдохе (следящие, легочные автоматы), с избыточным давлением кислорода, с комбинированной подачей. В приборах с непрерывной подачей расход кислорода регулируется не по потребностям дыхания, а только по высоте. Они безотказны, просты по устройству и в эксплуатации, но неэкономичны. Применяются до высот 10 000-12 000 м, в том числе и в парашютной КДА.

Приборы типа следящих легочных автоматов подают кислород (кислородно-воздушную смесь) по потребностям дыхания - только при создании разрежения в маске и приборе во время вдоха. Расход кислорода регулируется в зависимости от высоты и интенсивности дыхания. Применяются до высот 12 000 м (длительно - часы) - 13 500 м (кратковременно - минуты).

В приборах для высот более 12 000-13 500 м кислород подается в маску (гермошлем) под давлением выше окружающего. Дыхание осуществляется под избыточным внутрилегочным давлением. Режим избыточного давления регулируется автоматически в зависимости от высоты и вида снаряжения. При использовании маски максимальная высота применения приборов для дыхания под избыточным давлением - 15 000 м, маски с высотнокомпенсирующим костюмом - 20 000 м, гермошлема и высотнокомпенсирующего костюма (или скафандра) - до 30 000 м и более.

Приборы с комбинированной (непрерывной и следящей) подачей кислорода используют для уменьшения сопротивления дыханию и экономии кислорода. Расход непрерывно подаваемого кислорода рассчитывается соответственно средней физической нагрузке. Дополнительная подача включается при усилении дыхания.

В вентиляционных и регенерационных космических скафандрах кислородные приборы, являясь важной составной частью системы жизнеобеспечения (см.), регулируют подачу кислорода для дыхания и вентиляции шлема, а также режима давления в снаряжении.

КЛЕТКА (К) - структурная и функциональная основа всех живых организмов. В К сосредоточены уникальные свойства живого - способность размножаться, видоизменяться и реагировать на раздражение. Существуют два главных типа клеточной организации - прокариотический и эукариотический. У прокариотов (бактерии и сине-зеленые водоросли) К лишены ядерной мембраны, митотического аппарата и ядрышка. К всех остальных организмов являются эукариотическими. К зеленых органов растений являются автотрофами вследствие содержания в них пигмента хлорофилла, способного превращать энергию Солнца в химическую (свойство фундаментального значения). Во всех остальных К-гетеротрофах используется энергия, ранее аккумулированная в органических соединениях. Общий механизм раздражения и повреждения К описан Д. Насоновым и В. Александровым в 1940 г. (теория паранекроза). С развитием экспериментальных методов в биологии, главным образом электронной микроскопии и препаративной биохимии, выявлены молекулярные основы физиологических и патогенетических механизмов функционирования К. Изучение влияния факторов космического полета на клеточном уровне - один из основных путей к познанию механизма адаптации к ним живых организмов.

В силовом поле существует постоянная конкуренция между диффузией и конвекцией - основными процессами, происходящими в замкнутом объеме, каким является К. Гравитация создает слабое силовое поле. Диффузия, тепловое движение молекул играют основную роль в К малых размеров Шдо 1 мкм) и гравитационно независимы. С увеличением размеров клетки все большее значение приобретает конвекция - процесс, зависимый от силы тяжести. Неравномерное распределение в К чувствительных к гравитации органелл (ядро, пластиды и митохондрии) есть результат действия силы тяжести. Можно ожидать, что устранение гравитации (состояние невесомости) приведет к перераспределению клеточных компонентов и постепенному уравниванию концентрационных градиентов. Это в свою очередь может стать причиной изменения структурно-функционального состояния клетки. Цитологические и биохимические исследования растений, выросших в невесомости, подтвердили эти теоретические предположения. В частности, К опорных органов растений, сформированные в невесомости, увеличиваются в размерах, имеют более округлую форму и менее жесткую связь с другими К. Дыхательная активность К, развившихся в невесомости, ниже, чем в контроле, а проницаемость мембран для электролитов и ионов калия и натрия выше. Однако детальный электронно-микроскопический анализ не выявил существенного различия в ультраструктурной организации К. и клеточных органелл, сформированных в невесомости и на Земле. Можно предполагать, что вызванный невесомостью функциональный сдвиг обратим и находится в пределах физиологической нормы. В то же время изменения в метаболизме К. могут быть причиной нарушения физиологического статуса организма в длительном состоянии невесомости.

КЛИНОСТAT (К) - прибор для компенсации действия силы тяжести на биологические объекты. После начала космических полетов К используют для имитации невесомости. В простейшем виде К - жесткий стержень, закрепленный на одном или двух концах и равномерно вращаемый в горизонтальной плоскости. Исследуемые объекты обычно размещаются на стержне так, чтобы их апикально-базальное или краниально-каудальное направление было параллельно его оси. При равномерном вращении стержня плавно и непрерывно меняется положение объекта и его органов, тканей, клеток относительно направления силы тяжести. За полупериод вращения величина воздействия меняется от +1g до -lg по синусоиде. Предполагают, что в таких условиях систематическая реакция на силу тяжести, компенсируется и исчезает. Режим вращения подбирают так, чтобы период был существенно меньше длительности изучаемого процесса, например клеточного деления. Следовательно, скорость вращения должна быть по возможности малой, чтобы центробежная сила не превышала порога реакции. Обычно используются скорости 1-2 об/мин. При отклонении стержня от горизонтали вводится некомпенсируемая составляющая. Это позволяет изучать компенсацию силы тяжести в диапазоне от 0 до 1g.

К впервые применил Ю. фон Сакс в 1882 г. для изучения геотропизма растений. В дальнейшем при изучении растений на К была установлена-замена геотропного роста первичных органов автотропным ростом, изучены, транспорт и распределение ауксина, порог геотропической реакции и др;. Достаточно хорошее совпадение результатов при исследовании геотропизма на К и в условиях свободного падения показало, что горизонтальное вращение удовлетворительно имитирует невесомость.

В последнее время К стали использовать в опытах с клеточными культурами тканей, микроорганизмами и насекомыми (обычно "неподвижные" стадии жизненного цикла - эмбрионы и куколки). Кроме Ю. фон Сакса, сейчас используют К, предложенные Н. Muller. Скорость их вращения на 2 порядка выше, что предотвращает седиментацию плотных субклеточных структур и конвекционное перемещение вещества. Эти К применяют для" опытов с микроорганизмами, насекомыми, при изучении эмбрионального развития растений и животных. Существуют К, приспособленные для экспериментов с водными организмами, и К, совмещенные с центрифугами.

КОЛЛАПС (К) - клиническая форма острой сосудистой недостаточности, отличающаяся от обморока большей тяжестью проявлений, продолжительностью и, несмотря на это, сохранением сознания. Обычно в основе развития К лежат не функциональные, а органические факторы. Понижение - артериального и венозного давления при К - следствие падения сосудистого тонуса, а не ослабления сердечной деятельности. В результате уменьшения притока крови вторично может возникнуть сердечная недостаточность.

Клиническая картина К развивается весьма быстро. Больные становятся вялыми, безучастными, лежат неподвижно. Черты лица заостряются, глаза бывают глубоко запавшими, зрачки расширены; обильный холодный липкий пот, резкая бледность кожных покровов. Пульс нитевидный, тоны сердца. глухие, артериальное давление снижается. Язык сухой, температура тел& снижается иногда до 35 °С.

Наиболее частой причиной К бывают кровопотеря; инфекция, гипоксемия. Особое место занимает ортостатический К, развивающийся при перемещении тела из горизонтального в вертикальное положение. В этот момент-центральная регуляция кровообращения оказывается недостаточной, кровь-приливает к сосудам брюшной полости, депонируется, уменьшается масса циркулирующей крови, что на фоне общего снижения артериального и венозного давления быстро приводит к нарушению микроциркуляции, гипоксемии, замедлению обмена веществ с поступлением кислых продуктов обмена в кровь и уменьшением ее щелочного резерва.

Для предотвращения К на заключительном этапе пилотируемого космического полета, в остром периоде реадаптации большое значение имеют профилактические мероприятия во время полета, в том числе специальные тренировки с отрицательным давлением на нижнюю часть тела, солевые добавки к пище, применение противоперегрузочного костюма, брюшной манжеты, а также исключение активной вертикальной позы в первые 20-40 мин после приземления.

Вне зависимости от этиологии и патогенеза К следует расценивать как опасное для жизни состояние и немедленно оказывать медицинскую помощь. Показана инфузионная терапия с использованием крови, кровезаменителей, высокомолекулярных декстранов, изотонического раствора хлорида натрия. Необходимо общее согревание тела. Препараты, влияющие на различные звенья сердечно-сосудистой системы, целесообразно вводить на фоне инфузионной терапии при первичном улучшении сократительной функции сердца вследствие уменьшения дефицита объема циркулирующей крови. При тяжелых формах К в схему лечения включают препараты, корригирующие кислотно-щелочное состояние и предотвращающие отек головного мозга.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ФАКТОРЫ (КФ) - сочетанное влияние на организм нескольких взаимодействующих факторов окружающей среды.

Космонавты в полете подвергаются воздействию не изолированных, а комплексных факторов. Их общий эффект в значительной мере определяется взаимодействием компонентов. При аддитивном, синергическом, антагонистическом взаимодействии факторов общий эффект соответственно будет равен, больше или меньше суммы эффектов отдельных факторов.

Например, по аддитивному типу взаимодействуют ускорения и вибрации, вибрации и шумы, изоляция и депривация; по синергическому типу - ускорения и гиподинамия, ионизирующая радиация и гипероксия, холод и гипоксия; по антагонистическому типу - гипоксия и повышенное содержание углекислоты, ионизирующая радиация и гипоксия, невесомость и физические нагрузки. Исследования в этом плане посвящены взаимодействию двух, редко трех факторов среды, более широкие комбинации практически не изучались. Такие эксперименты трудно планировать и выполнять, они дорого стоят и в связи с этим недоступны для многих научных учреждений.

КФ могут становиться экстремальными при длительном или повторном воздействии на организм или в связи с активирующим или тормозящим влиянием одних факторов на другие. Например, даже в современных условиях при эффективной защите человека от неблагоприятных влияний среды относительно слабые, биологически мало значимые в отдельности факторы Крайнего Севера при длительном комбинированном воздействии становятся интенсивными экстремальными раздражителями. Приезжающие люди плохо адаптируются к такой среде.

Синергизм КФ лучше виден в относительно простых комбинациях: вполне переносимые по отдельности холод и гипоксия в сочетании становятся экстремальным фактором.

То же можно сказать о взаимодействии длительной гиподинамии (более 15 дней) и поперечно направленных перегрузок, высоких температур и ускорений, вибраций и высоких температур и др.

Нетрудно заметить, что синергизм КФ в большинстве случаев ведет к значительному усилению, а антагонизм - к очевидному ослаблению их не благоприятного влияния на организм (табл. 2).

Таблица 2. Взаимодействие комбинированных факторов
Таблица 2. Взаимодействие комбинированных факторов

Надо учитывать, что эффект КФ определяется многими причинами" в первую очередь биологической значимостью взаимодействующих факторов" временем их действия, состоянием организма, его видовой принадлежностью, что отражается в последующих физиологических показателях.

Для уверенного суждения о биологическом эффекте того или иного комплекса факторов необходимы исчерпывающие сведения о влиянии на организм его компонентов. Однако из сложного комплекса факторов космического полета невозможно выделить для изолированного изучения фактор невесомости, а из комплекса факторов Крайнего Севера и Антарктиды - фактор полярной ночи или полярного дня. Даже там, где анализ эффектов КФ возможен, он займет много времени и потребует больших затрат.

В прикладной физиологии комбинированное действие на организм факторов окружающей среды изучается суммарно. Дальнейшее развитие и усовершенствование этого подхода предполагает построение общих и частных моделей КФ среды, внедрение математического моделирования при изучения воздействия экстремальных факторов на организм на основе теории гомеостаза и концепции общего адаптационного синдрома.

Проблема КФ приобретает самостоятельное научное и прикладное значение. Оно тесно увязывается с проблемой адаптации (см.) процессами, обеспечивающим гомеостаз, необходимыми для достижения конечной цели поведения человека, в неадекватных условиях среды.

КОМПЕНСАТОРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ (КМ) - первичные адаптивные рефлекторные реакции, направленные на устранение или ослабление функциональных сдвигов в организме, вызванных неадекватными факторами среды.

КМ - динамичные, быстро возникающие физиологические средства аварийного обеспечения организма. Они мобилизуются, как только организм попадает в неадекватные условия, и постепенно затухают по мере развития-адаптационного процесса. В начале пребывания человека в неадекватных условиях адаптация к ним идет по пути активации компенсаторных механизмов.

Например, в условиях значительного недостатка кислорода активируются системы дыхания, кровообращения, кроветворения, обмена веществ, обеспечивающие повышенную для данных условий доставку кислорода клеткам организма. Под воздействием холода активируются процессы производства и сохранения тепловой энергии, повышается обмен веществ, в результате рефлекторного спазма периферических сосудов уменьшается теплоотдача, что в итоге поддерживает тепловой баланс организма на оптимальном уровне.

При воздействии перегрузок включаются механизмы, препятствующие распространению возникающих в организме деформаций. Их действие противоположно действию перегрузок.

В невесомости, где некоторая часть крови и лимфы перемещается от нижней половины тела в верхнюю, что служит причиной возбуждения волю-морецепторов крупных сосудов средостения и сосудов головного мозга, возникают рефлекторные реакции, обеспечивающие сброс избыточной жидкости из сосудистого русла (через почки). Это приводит к снятию объемного градиента крови между нижней и верхней половинами тела и затуханию разгрузочной рефлекторной реакции, имеющей выраженную компенсаторную направленность (см. Невесомость).

КМ служит составной частью резервных сил организма. Обладая высокой эффективностью, КМ могут поддерживать относительно стабильный гомеостаз достаточно долго для развития устойчивых форм адаптационного процесса.

КМ относятся к выраженным защитным реакциям организма. Последние в процессе онтогенеза совершенствуются: на их основе формируются условнорефлекторные реакции на обстановку, возникают физиологические системы, обеспечивающие организму необходимую резистентность и целенаправленное поведение в неадекватных условиях среды.

Однако наряду со специфическими компенсаторными реакциями в организме возникают неспецифические реакции отчетливо стрессовой направленности.

В условиях космических полетов компенсаторные реакции возникают под действием перегрузок при взлете и вхождении корабля в плотные слои атмосферы на спуске, а также при переходе в состояние невесомости и после приземления в процессе реадаптации к земным условиям.

После совершенствования космических кораблей и средств защиты космонавтов от неблагоприятного влияния факторов полета компенсаторные реакции на переходных этапах полета у космонавтов станут менее выраженными.

КОМПЛЕКС СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ (КСОЖ) экипажа пилотируемого космического аппарата - совокупность технических, медицинских, биологических систем и средств, а также организационных средств и мероприятий, предназначенных для создания и поддержания на борту корабля условий, обеспечивающих экипажу уровень работоспособности, достаточный для выполнения поставленных перед ним задач и гарантирующих сохранение здоровья и жизни членов экипажа в полете и после его завершения.

КСОЖ выполняет следующие основные функции:

  1. жизнеобеспечение экипажа, т. е. обеспечение среды обитания и материального и энергетического обмена организма с этой средой;
  2. обеспечение защиты экипажа от неблагоприятного воздействия специфических факторов космического полета;
  3. обеспечение условий для деятельности экипажа, т. е. обеспечение специфических условий труда и отдыха;
  4. медицинское обеспечение, т. е. проведение медицинского контроля и профилактики нарушений состояния здоровья и работоспособности людей, а также оказание при необходимости медицинской помощи;
  5. обеспечение безопасности экипажа при возникновении аварийных ситуаций (см.).

Жизнеобеспечение экипажа включает обеспечение газовой средой (обеспечение кислородом, удаление углекислоты и вредных примесей, пыли и микробной флоры, поддержание температурно-влажностного режима " аэроионного состава); водообеспечение (обеспечение водой для питья и приготовления пищи, для санитарно-гигиенических и санитарно-хозяйствен-ных нужд, обеспечение водой других подсистем СЖО); обеспечение питанием (продукты питания, приготовление и прием пищи); санитарно-гигиеническое обеспечение (прием твердых и жидких отходов человека и систем жизнеобеспечения, их обработка и изоляция; проведение процедур личной гигиены; гигиеническая обработка помещений; обеспечение одеждой, бельем, обувью).

В обеспечение защиты от специфических факторов входят: защита от перегрузок и вредного воздействия невесомости (линейные, ударные и вибрационные перегрузки, динамическая невесомость); защита от ионизирующих излучений (галактическая радиация, радиация в радиационных поясах, солнечные вспышки, радиация от бортовых источников).

В будущем может потребоваться защита и от других специфических факторов (внеземные микроорганизмы, недопустимые уровни напряженности физических полей).

При обеспечении операторской деятельности создаются специфические условия труда (организация рабочих мест и интерьера; организация пространства обитаемых отсеков; обеспечение средствами тренировок профессиональной деятельности; сопряжение технических средств - пультов, органов управления, инструментов с человеком-оператором; обеспечение освещением, акустическими условиями; обеспечение психологических условий и организация трудовой деятельности); специфические условия отдыха (организация пространства обитаемых отсеков, места отдыха и интерьера, обеспечение средствами отдыха, бытовым оборудованием, освещением, акустическими условиями, психологическими условиями отдыха; организация отдыха).

Медицинское обеспечение экипажа предполагает медицинский контроль (оперативный контроль и медицинское прогнозирование состояния экипажа, периодические медицинские обследования); медицинскую профилактику (профилактика неблагоприятных. последствий перегрузок операторской деятельностью, воздействий факторов космической среды, среды обитаемых отсеков и других факторов космического полета); медицинскую помощь (помощь при воздействии нерасчетных уровней факторов космической среды и космического полета, помощь при травмах и заболеваниях).

Обеспечение безопасности на случай возникновения аварийных ситуаций на борту предусматривает контроль и оповещение об аварийной ситуации (по параметрам среды, систем и состояния экипажа), прогнозирование развития аварийной ситуации; профилактические мероприятия (поддержание навыков работы в аварийной ситуации); защиту при аварийной ситуации (коллективная и индивидуальная защита членов экипажа).

Корабль обеспечивают многофункциональными средствами - например, система медицинского обеспечения может выполнять некоторые функции защиты или обеспечения безопасности в аварийных ситуациях.

В КСОЖ можно использовать технические устройства (технические системы, мебель, бытовые приборы); биологические объекты (растения или животные); химические и биологические препараты; психологические средства и методы для воздействия на состояние человека; организационные средства и мероприятия.

Совместимость экипажа с КСОЖ обеспечивается выполнением медико-биологических и эргономических требований к средствам жизнеобеспечения и медицинских, психологических и профессиональных требований к членам экипажа.

КОМПЛЕКСНЫЕ ИСПЫТАНИЯ (КИ) - заключительные испытания для определения работоспособности систем корабля в полетном режиме эксплуатации в соответствии с программой полета и оценки состояния и работоспособности человека. КИ проводятся непосредственно перед полетом космических кораблей.

КИ систем жизнеобеспечения и состояния человека имеют различную продолжительность, которая либо соответствует длительности полета, либо несколько короче. Если отрабатываются отдельные, наиболее ответственные операции программы (например, операции стыковки, выхода в Космос и т. п.), то продолжительность КИ определяется их объемом.

Системы жизнеобеспечения, как правило, испытывают при различных режимах, включая аварийный; состояние человека определяется также в различных условиях работы систем жизнеобеспечения на основании физиологических показателей и их сравнения с нормами для здорового человека.

Помимо систем, поддерживающих в заданных пределах газовый состав и микроклиматические условия в объекте, в КИ испытывают системы, которые обеспечивают членов будущего экипажа питанием, водой и средствами личной гигиены; значительное место в программе КИ отводится аппаратуре медицинского контроля за состоянием членов экипажа, профилактике воздействия невесомости, средствам физической тренировки.

Наземные КИ - это исследовательский этап в подготовке космического корабля, позволяющий оценить работу систем жизнеобеспечения и состояние человека в наиболее приближенных к космическому полету условиях. Для участия в КИ отбираются практически здоровые люди, прошедшие соответствующую подготовку и знакомые с работой систем жизнеобеспечения.

При недостаточном выполнении заданной программы КИ или несоблюдении технических условий при работе систем КИ повторяются или уточняются отдельные их этапы.

На основании КИ дается заключение о допуске объекта в целом к испытаниям в условиях орбитального полета.

КОНСЕРВАЦИЯ ОТХОДОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ (КОЖ) - обработка отходов с целью предохранения их от разложения (гниение, гидролиз, oброжение) при хранении. К отходам жизнедеятельности относятся моча, фекалии, санитарно-бытовая вода, использованные средства личной гигиены, упаковочные материалы, остатки пищи, волосы после бритья, ногти, слюна, (рвотные массы, а также материалы различного происхождения, образующиеся в процессе эксплуатации системы жизнеобеспечения (см.).

Разложение органических веществ, особенно содержащихся в фекалиях, в моче, сопровождается выделением токсичных газов, существенно влияющих на формирование среды обитания. Химический состав газообразных продуктов, выделяемых человеком, очень сложен. (Выявлено более 400 соединений, представляющих 22 химические группы органических и неорганических веществ. Большая часть этих соединений выделяется в результате бактериального разложения органических соединений мочи, фекалий, пота, кожного сала и активности ферментов в составе отходов. КОЖ направлена на уничтожение микробов и разрушение ферментов или на создание неблагоприятных для них условий.

Основные методы КОЖ - нагревание, охлаждение, высушивание и обработка химическими средствами; каждый из них имеет преимущества и недостатки.

Термическая обработка - наиболее надежный метод борьбы с микроорганизмами. Для стерилизации влажным теплом требуется воздействие паром температуры 121 °С в течение 15 мин, а для стерилизации сухим нагретым воздухом он должен иметь температуру 160 °С в течение часа. Однако этот метод связан с расходом электроэнергии, а следовательно, с увеличением весовой нагрузки. Отходы после тепловой стерилизации должны храниться в асептических условиях.

Охлаждение до -18°С прекращает деятельность микроорганизмов и активность ферментов. Для охлаждения можно пользоваться методами рефрижерации или методом сушки отходов вымораживанием в изолированном контейнере при использовании скрытой теплоты возгонки воды для удаления тепла. Недостаток охлаждения состоит в том, что отходы надо держать замороженными весь период хранения, на что расходуется энергия.

Высушивание предусматривает использование вакуума космического пространства. Сушка не убивает микроорганизмы, но достаточно инактивирует их, чтобы обеспечить хранение отходов в пластиковых мешках в течение 3 мес. Метод приводит к потерям воздуха в кабине корабля и может использоваться в ограниченных пределах.

Наибольшее распространение получила КОЖ антибактериальными химическими веществами. Метод имеет ряд преимуществ: обработанные отходы не образуют вредных газов, их не нужно хранить в асептических условиях. Химический метод успешно использовали для КОЖ на кораблях "Джемини", "Аполлон" и некоторых других типов, например "Космос-110". Для консервации фекалий использовали йодофоры (вескодин, батадин), парааминофенол, бромид меди.

Особо важное значение химическая обработка приобретает в системах жизнеобеспечения с регенеративными системами водообеспечения (см.) с использованием влагосодержащих отходов в условиях невесомости.

Консерванты мочи должны иметь высокие антибактериальные и антифунгицидные свойства, обеспечивающие сохранность мочи не менее 3 мес, хорошо растворяться в моче без выпадения осадков и выделения газообразных продуктов, связывать летучие продукты в прочные химические соединения; совмещаться с методом регенерации воды, обеспечивая нормальный ход процесса, ресурсные характеристики регенеративного устройства и удаление следов консерванта из регенерированной воды системой доочистки.

Предъявляемым требованиям к консервантам мочи наиболее полно отвечают препараты из группы четвертичных аммониевых соединений. Высокоэффективен алкилдиметилбензиламмоний хлорид (торговые названия цефироль, роккаль, дезивон, цетавлон и др.).

В нашей стране синтезирован ряд гомологов алкилдиметилбензиламмоний хлорида (катамины). Успешно прошел испытания катамин-АБ; после соответствующей доочистки вода, регенерированная из мочи, удовлетворяет требованиям ГОСТа на питьевую воду. Катамин-АБ является эффективным моющим и дезинфицирующим средством и в малых количествах используется для личной гигиены космонавтов. Смывная вода, содержащая катамин-АБ (3 мл/л), стерильна и не требует дополнительной обработки для консервации.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (КПМ), их санитарно-гигиеническая характеристика - комплекс показателей, определяющих потенциальную опасность КМП для здоровья человека и их соответствие гигиеническим требованиям к КПМ для использования в обитаемых герметически замкнутых помещениях.

К КПМ предъявляются следующие гигиенические требования:

  1. не выделять в окружающую среду вредных (токсичных) веществ в таких количествах, которые могут оказывать прямое или косвенное неблагоприятное действие на организм человека;
  2. не содержать в составе газовыделения соединений, обладающих выраженным специфическим действием (канцерогенное, мутагенное, эмбриотропное, аллергенное);
  3. при непосредственном контакте с кожными покровами или слизистыми оболочками не вызывать явлений раздражения или воспаления;
  4. не накапливать на своей поверхности заряды статического электричества выше допустимых величин, не способствовать росту и размножению микроорганизмов, а также не быть источником пыли.

Неблагоприятное действие КПМ выявляют следующими способами.

Органолептические исследования: определяется интенсивность и характер запаха. Допускаются к применению КПМ без запаха или с запахом, не привлекающим внимание человека.

Санитарно-химические исследования: определение качественного и количественного состава газовыделений. Результаты химического анализа позволяют дать токсикологическую оценку путем сравнения обнаруженных концентраций и их ПДК для воздуха герметически замкнутых помещений.

Токсикологические исследования: в опытах на животных выявляется вредное действие газовыделений.

Микробиологические исследования: размножение различных микроорганизмов на поверхности КПМ, изменения вирулентности микробов в результате их жизнедеятельности на КПМ, динамика газовыделения из КПМ, подвергшихся биодеструкции, поиск эффективных бактерицидных присадок к КПМ.

Физические исследования: определяется уровень статического электричества. Он не должен превышать 15-20 кВ/м. Время стекания заряда до остаточного потенциала 0,2 кВ должно быть не более 60 с. Высокий уровень статического электричества обладает выраженным биологическим действием, а также может влиять на аэроионный состав герметически замкнутого помещения.

Санитарно-гигиеническая характеристика отдельных видов КПМ.Полиолефины, обладающие высокими диэлектрическими свойствами и химической стойкостью, применяются для изоляции проводов и кабелей, для изготовления пленок и трубок различного назначения. Изделия из полиолефинов при эксплуатации выделяют в окружающую среду химические вещества, составляющие низкомолекулярную часть полимеров (олигомеры и их производные). Из мономеров идентифицируются этилен, пропилен, изобутилен и другие алифатические углеводороды. Однако полиолефины - наиболее безопасный для человека класс полимеров. Концентрации летучих веществ, выделяемых полиолефинами, как правило, низки и не оказывают вредного действия" Сам полимер не токсичен, но обладает запахом.

Поливинилхлорид - термопластичный полимер. Уже при температуре 70 °С он выделяет в воздух продукты термодеструкции - хлористый водород и хлорорганические соединения. Используется для электротехнических деталей, различного рода пластикатов, трубок и декоративно-отделочных покрытий.

Сам полимер биологически инертен, но потенциально опасен из-за миграции модифицирующих соединений. Газовыделения могут включать винилхлорид, дихлорэтан, хлористый водород, фталаты, спирты, альдегиды.

Полистирол применяется при изготовлении радиоаппаратуры, для электроизоляции, конструкционных элементов. В воздушную среду может выделять мономеры (стирол, альфа-метилстирол), добавки (пластификаторы" смазки, наполнители, красители). Токсикологическая оценка проводится по выделению стирола - вещества, определяющего токсичность газового комплекса в целом.

Фенопласты имеют наибольшее практическое значение как прессовочные материалы: пресспорошки, волокниты, слоистые пластики. Их токсикологическая характеристика зависит от химического состава полимеров. Газовыделения могут включать фенол, формальдегид, этанол, окись углерода, метанол. Возможность применения фенопластов зависит от выделения формальдегида - соединения, обладающего аллергенным действием.

Полиамиды являются важнейшим КПМ, могут выделять алифатические и ароматические диамины, кислоты и растворители. При обычной температуре полимеры этого класса не выделяют вредных веществ.

Эпоксидные смолы служат основой компаундов, герметиков, эмалей и лакокрасочных покрытий. Могут выделять эпихлоргидрин, многоатомные фенолы и спирты, толуол, амины. Токсикологическая оценка дается по содержанию в воздухе эпихлоргидрина, вещества с преимущественным действием на функцию почек и обладающего аллергенными свойствами.

Фторопласты - наиболее термостойкие материалы. При температуре до 100 °С не выделяют вредных веществ.

Кремнийорганические полимеры, несмотря на некоторую токсичность исходных продуктов их синтеза, химически и биологически инертны. Летучих веществ при комнатной температуре не выделяют.

Полиэфирные смолы выделяют мономеры, инициаторы (перекись бензоила, гидроперекись изопропилбензола), чем и определяется их токсическое действие. Наиболее опасным соединением является гидроперекись изопропилбензола. Ее присутствие в газовыделении не позволяет рекомендовать КПМ к использованию.

Полиуретаны выделяют диизоцианаты, их воздействие на организм связано с циансоединениями.

Система гигиенического контроля за применением КПМ в обитаемых герметически замкнутых помещениях предполагает: первичный анализ сводного перечня КПМ; лабораторные испытания каждого образца КПМ по отдельности в стандартных условиях; стендовые испытания отдельных групп КПМ, использованных в аппаратуре и оборудовании, в заданных условиях их эксплуатации; макетные испытания всей совокупности примененных в объекте неметаллических материалов в условиях, максимально приближенных к экс-плуатационным; изучение состава микропримесей газовой среды герметических помещений во время космического полета.

КОРОЛЕВ Сергей Павлович [30.12.06 г. (12.01.07 г.)-14.01.66 г.] - конструктор ракетно-космических систем, академик АН СССР (1958), дважды Герой Социалистического Труда, член КПСС с 1953 г. С 1927 г. работал в авиационной промышленности, в 1930 г. окончил Московское высшее техническое училище и одновременно Московскую школу летчиков. С июня 1930 г. старший инженер ЦАГИ, разработал ряд конструкций успешно летавших планеров. В 1931 г. совместно с Ф. А. Цандером (см.) участвовал в организации Группы изучения реактивного движения (ГИРД), которую возглавил в мае 1932 г. В ГИРДе была построена и запущена в августе 1933 г. первая советская жидкостная ракета "ГИРД-09". После образования в конце 1933 г. Реактивного института (РНИИ) с начала 1934 г.- руководитель отдела ракетных летательных аппаратов. С. П. Королев разработал ряд проектов, в том числе управляемой крылатой ракеты 212 и ракетопланера РП-318-1, впервые в СССР совершившего полет под управлением летчика В. П. Федорова (1940). В 1942-1946 гг. работал над оснащением боевых самолетов жидкостными ракетными ускорителями.

В дальнейшем руководил крупным коллективом, работавшим над созданием мощных ракетных систем. В истории освоения космического пространства с его именем связаны первые крупнейшие достижения. Научные и технические идеи С. П. Королева нашли широкое применение в ракетной и космической технике. Под его руководством созданы многие баллистические и геофизические ракеты, ракеты-носители и пилотируемые космические корабли "Восток" и "Восход", на которых впервые в мире совершены полет и выход человека в космическое пространство. Ракетно-космические системы, во главе-разработки которых стоял С. П. Королев, позволили впервые в мире осуществить запуски искусственных спутников Земли и Солнца, полеты автоматических межпланетных станций к Луне, Венере и Марсу и произвести мягкую посадку на поверхность Луны. Под руководством С. П. Королева были созданы искусственные спутники Земли серий "Электрон" и "Молния-1", спутники серии "Космос", первые экземпляры межпланетных разведчиков серии "Зонд". Имя С. П. Королева как основоположника практической космонавтики присвоено крупнейшему образованию (талассоиду) на обратной стороне Луны. В 1966 г. АН СССР учредила медаль Королева, присуждаемую за выдающиеся работы в области ракетной техники и космонавтики.

КОРТИКОСТЕРОИДЫ (К) - биологически активные соединения, продуцируемые корой надпочечников. В настоящее время известно 50 соединений стероидной структуры, выделенных из экстракта коры надпочечников. Эти соединения имеют тетрациклическую структуру циклопентанпергидрофенантрена, к которому присоединены радикалы; в зависимости от числа атомов углерода гормоны коры надпочечников делятся на три группы - с 21, 19 и с 18 атомами углерода. Последние две группы представляют собой половые гормоны (соответственно андрогены и эстрогены), а с 21 - стероиды - собственно К со специфическим для гормонов коры надпочечников биологическим действием.

Из множества соединений только три К обладают наибольшей физиологической активностью и постоянно определяются в крови, оттекающей от надпочечника - кортизол, кортикостерон и альдостерон. Эти гормоны могут устранить все основные нарушения, возникающие в организме после удаления надпочечников. Остальные соединения, обладающие определенной биологической активностью, являются предшественниками или метаболитами этих гормонов.

Стероидные гормоны, вырабатываемые корой надпочечников, можно подразделить на глюкокортикоиды и минералокортикоиды в зависимости от действия на обмен веществ. Альдостерон относят к минералокортикоидам (он участвует в регуляции водно-солевого обмена), а кортизол и кортикостерон - к глюкокортикоидам (они участвуют в регуляции углеводного, белкового и жирового обмена); кортикостерон занимает в определенной степени промежуточное положение: являясь глюкокортикоидом, он обладает довольно выраженными минералокортикоидными свойствами. Альдостерон продуцируется только клубочковой зоной, кортизол - пучковой и сетчатой, а кортикостерон - всеми тремя зонами.

Надпочечники взрослого человека секретируют в сутки 15-25 мг кортизола, 1-5 мг кортикостерона и 50-300 мг альдостерона. Около 50% секреттируемых корой надпочечников К циркулирует в крови в виде восстановленных биологически неактивных тетрагидродериватов, в основном глюкуронидов. Другая половина К находится в крови в двух формах - свободной " связанной с белками; свободная фракция составляет лишь 5-10% секретируемых гормонов. Основная часть неконъюгировэнного кортизола, поступая в кровяное русло, соединяется с плазменными белками. По мнению большинства специалистов, биологически активны только не связанные с белками гормоны коры надпочечников.

Реактивность организма во многом зависит от функционального состояния коры надпочечников, так как эти железы играют важную роль в адаптации к условиям внешней среды и сохранении постоянства внутренней среды. В связи с этим изучение обмена К весьма важно для оценки адаптационных возможностей организма в экстремальных ситуациях.

В последние годы выявлено значительное повышение глюкокортикоидной и андрогенной функции коры надпочечников при моделированной невесомости (гипокинезия и водная иммерсия); длительные (30-185 сут) космические полеты также сопровождаются значительным повышением глюкокортикоидной функции коры надпочечников. Кратковременные (до 8 сут) космические полеты не вызывают значительных изменений адренокортикальной активности у космонавтов.

КОСМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ (КБ) - комплекс наук, изучающих жизнедеятельность биологических объектов в условиях космического пространства и при полетах в космических аппаратах (космическая физиология, экобиология), разрабатывающих принципы построения систем жизнеобеспечения членов экипажей космических кораблей. В задачу КБ входит также поиск внеземных форм жизни (экзобиология). Оставаясь комплексом преимущественно о биологических наук, КБ неразрывно связана с авиационной и космической медициной. В КБ применяют методы и достижения астрономии, астрофизики, геологии, геохимии, геофизики, физики, радиоэлектроники, математики и других наук.

Космическое пространство резко отличается от условий биосферы Земли. Ничтожная плотность вещества, отсутствие кислорода, интенсивное космическое излучение, своеобразие теплового режима - все это исключает возможность жизнедеятельности незащищенных земных организмов в свободном космическом пространстве. Полеты на космических аппаратах связаны с воздействием ускорений (см.), вибрации (см.), шума (см.) и динамической невесомости (см.).

Изучение реакций живых организмов при воздействии экстремальных факторов космического пространства, пределов устойчивости и переносимости этих факторов позволяет решать практические задачи по обеспечению полетов человека (см. Система жизнеобеспечения).

Исследования в области КБ проводились в СССР с 1935 г. сначала на воздушных шарах, а с 1949 г. с помощью ракет. На первых этапах использовали приспособленные для биологических опытов геофизические ракеты, запускаемые на высоты от 100 до 450 км. Исследования проводили на различных биологических объектах (мыши, крысы, кролики, собаки и др.). Был получен обширный экспериментальный материал о реакциях различных физиологических систем животных на воздействие факторов суборбитального полета (продолжительность динамической невесомости от 4 до 8 мин).

Орбитальным полетом собаки Лайки (03.11.57 г.) начались биологические исследования на искусственных спутниках Земли, что стало основным направлением КБ. Биологические спутники оборудовались аппаратурой для обеспечения жизнедеятельности различных организмов, а также измерительными приборами и системой передачи информации в ходе полета на Землю. В соответствии с программой исследований и освоения космического пространства биологические эксперименты проводились практически во всех пилотируемых полетах, включая орбитальные станции типа "Салют" и "Скайлэб", на специализированных биологических спутниках серии "Космос" (СССР) и "Биос" (США), а также при совместных международных полетах в рамках программы "Интеркосмос". Ряд биологических опытов был проведен на автоматических космических аппаратах, например, типа "Зонд" и др.

Помимо расширения исследований в реальных условиях космического полета, проводились работы в наземных лабораториях с моделированием воздействия на живые организмы различных факторов космического полета. На центрифугах в большом диапазоне изучали воздействие ускорений, в камерах пониженного и повышенного давления (барокамеры) - значение барометрического фактора и измененного состава атмосферы, на установках, создающих различные виды ионизирующего излучения - воздействие радиационного фактора и т. п.

В опытах на различных лабораторных животных (мыши, крысы, морские свинки, собаки, обезьяны и др.) установлено, что наиболее чувствительны к действию невесомости опорно-двигательный аппарат, система кроветворения и эндокринные органы, обеспечивающие адаптивные реакции организма. У более крупных животных (собаки, обезьяны) возникают отчетливые сдвиги функции сердечно-сосудистой системы и некоторых показателей обмена веществ (обмен кальция). Изменения под влиянием невесомости, как правило, обратимы и исчезают после возвращения животных на Землю. Предполагают, что искусственная сила тяжести в космическом корабле исключит неблагоприятные последствия длительной невесомости.

Специфической проблемой КБ является воздействие на организм интенсивного космического излучения (см. Космическая радиация). По предположению ряда ученых, оно станет причиной лучевого поражения организма. Данных по этому вопросу недостаточно, а оценки риска противоречивы.

Не менее важна проблема ионизирующей радиации, дающей выраженный мутагенный эффект. Особенно тщательно исследуются возможные генетические последствия ионизирующего изучения при полетах на околоземных орбитах. Разрабатываются соответствующие средства защиты и профилактики.

Одной из задач КБ является изучение биологических принципов и методов создания искусственной среды обитания в космических кораблях и на станциях. Частными вопросами становятся поиск живых организмов, при-годных для включения в качестве звеньев (подсистем) в замкнутую экологическую систему, исследование комплекса факторов среды обитания и методов, обеспечивающих оптимальную продуктивность и устойчивость популяций этих организмов; моделирование экспериментальных биоценозов и исследование их функциональных характеристик и возможностей практического использования в космических полетах. Наиболее интенсивно эти исследования ведутся в СССР. Осуществлены длительные эксперименты в герметических камерах, когда потребности человека удовлетворялись путем полной регенерации атмосферы, воды и частично пищи. В качестве биологических звеньев - использовались высшие растения (пшеница, рис, редис и др.), водоросли (хлорелла, спирулина и др.), различные моллюски, домашняя птица и др. Создание искусственной замкнутой экологической системы - среды обитания человека в космическом объекте - ведет к анализу и пересмотру общебиологического значения и приемлемости традиционных потребностей человека. В результате могут сложиться новые критерии формирования воздушной среды и ее физических свойств, питания, уровня и вида физической и психической активности человека и т. д.

Составной частью КБ служит экзобиология, изучающая существование, распространение, особенности и эволюцию живой материи во Вселенной. Экзобиология включает моделирование условий космической среды или каких-либо планет и исследования с помощью автоматических космических аппаратов. Установлено, что некоторые земные микроорганизмы могут оставаться жизнеспособными и развиваться в космической среде. Исследования с помощью космических аппаратов пока не дали положительных результатов о наличии внеземных форм жизни (например, на Венере и Марсе). Проблемы экзобиологии тесно связаны с химической и биологической эволюцией материи во Вселенной, с происхождением жизни на Земле.

Для медицинской практики важно изучение влияния факторов космического пространства (в частности, Солнца) на биологические процессы в биосфере Земли.

По мере становления и развития КБ к решению различных задач привлекались различные учреждения АН и АМН СССР, создавались отдельные проблемные лаборатории, а в 1964 г. организован Институт медико-биологических проблем Министерства здравоохранения СССР.

За рубежом КБ развивается во Франции, ФРГ, Японии и других странах. В США эти проблемы изучают в научных центрах Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), в некоторых университетах, промышленных фирмах и др.

Примечательной чертой КБ является расширение международного сотрудничества, осуществляемое Советом "Интеркосмос" АН СССР.

Первым опытом многостороннего международного сотрудничества в космическом биологическом эксперименте стал запуск биоспутника "Космос-782" а 1975 г. Кроме советских ученых, в работе участвовали специалисты из Болгарии, Венгрии, Польши, Чехословакии, Румынии, Франции и США.

Специалистов по КБ подготавливают в системе аспирантуры. В некоторых высших учебных заведениях преподается курс КБ (МГУ, медико-биологический факультет II ММИ, ЦОЛИУВ в Москве и др.).

Специалисты в области КБ в основном объединены в Секцию космической биологии и авиакосмической медицины Всесоюзного физиологического общества им. И. П. Павлова АН СССР.

За рубежом наиболее крупным объединением специалистов этого профиля является Американская авиакосмическая медицинская ассоциация.

По проблемам КБ издаются журнал "Космическая биология и авиакосмическая медицина" (основан в 1967 г.) и серия изданий "Проблемы космической биологии" (основана в 1962 г.). Из зарубежных изданий наиболее крупным и распространенным является журнал "Aviation spase and Enviroanental Medicine" (США, основан в 1930 г.).

В международном обмене научной информацией по КБ активно участвуют Рабочая группа Комитета по космическим исследованиям (КОСПАР), Комитет биоастронавтики Международной астронавтической федерации МАФ), а также Международная академия авиационной и космической медицины (МААКМ).

КОСМИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ (КБ) - дисциплина, охватывающая область методических и технологических разработок, непосредственно связанных с созданием и функционированием замкнутых систем обеспечения жизни и деятельности биологического объекта (в частности, человека) в условиях космического полета.

КБ изучает различные технологические процессы и возможности их использования для решения физиологических, медико-биологических, психологических и инженерных проблем, возникающих при создании комплексов средств обеспечения жизнедеятельности (см.) биологических объектов в космических полетах и экспедициях, а также совершенствование подходов и специфических методов построения таких комплексов.

Технологические процессы включают использование технических средств, участие человека и других биологических объектов. Главные направления КБ соответствуют основным функциям комплекса средств обеспечения жизнедеятельности. Например, для создания оптимальной, удовлетворяющей медицинским требованиям газовой среды обитания биологического объекта необходимо выбрать эффективные, экономичные технологические процессы, основанные либо на хранении запасов, либо на биологической регенерации атмосферы путем фотосинтеза, либо на физико-химической регенерации кислорода из кислородсодержащих продуктов жизнедеятельности человека.

Для повышения надежности и безопасности длительных полетов предусматривается техническое обслуживание систем корабля в ходе полетов. Технология такого обслуживания учитывает антропометрические, психофизиологические и социально-психологические характеристики человека-оператора.

Характеристики оператора используют при выборе средств и создании условий труда для высокой эффективности технического обслуживания и управления космическим кораблем и его системами.

Работы в области КБ лежат на стыке космической биологии, медицины, психологии и физиологии, социальной психологии, эргономики, материаловедения, прикладной математики, техники. Не следует смешивать предмет исследования БТ с предметом исследования космического производства (космическое материаловедение, космическая технология). Космическое производство занимается технологией производства биологических веществ с заданным составом и структурой и материалов с уникальными свойствами в Космосе, материаловедением и процессами в невесомости, изготовлением и сборкой крупногабаритных орбитальных конструкций.

Кроме того, не следует смешивать КБ с космической биоинженерией, изучающей возможности объединения в экологические сообщества различных биохимически взаимодействующих биологических видов для построения замкнутых биотехнических систем жизнеобеспечения, а также с биотехникой - областью техники, использующей биологические процессы для реализации биотехнических систем.

КОСМИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА - ЗДРАВООХРАНЕНИЮ. Космическая медицина вобрала в себя достижения самых разнообразных областей естествознания, медицинских и биологических наук и теперь вносит немалый вклад в решение земных медицинских проблем.

Опыт отбора и подготовки космонавтов позволил углубить знания и расширить клинические представления о норме и патологии. В клинической практике применяются методы, помогающие обнаружить скрытую патологию, разработанные для отбора космонавтов.

Например, гипоксические пробы направлены на выявление скрытой коронарной недостаточности, сейсмокардиография - на определение функционального состояния сердечной мышцы; новые методы исследования вестибулярного анализатора помогают полнее оценить его состояние и функцию системы поддержания статокинетической устойчивости.

Такие особенности космического полета, как невесомость (см.) и снижение двигательной активности, заставили изучить реакции здорового организма на гипокинезию. Ее моделью стал длительный постельный режим, как известно, показанный при лечении многих заболеваний. Полученные данные помогают клиницистам отличать симптомы возникшего заболевания от симптомов, обусловленных длительным пребыванием в постели.

В полете применяются устройства дистанционного наблюдения за состоянием здоровья космонавтов. Они регистрируют ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ, записывают их на магнитные ленты. Созданы алгоритмы для расшифровки этих показателей с использованием вычислительной техники.

Непрерывный дистанционный врачебный контроль за состоянием здоровья человека и специальная аппаратура для этой цели применяются в различных, областях клинической медицины, курортологии, при врачебном контроле за здоровьем спортсменов. Подобные системы используются в первую очередь в послеоперационных и реанимационных отделениях многих лечебных учреждений. В санаторных отделениях испытывается биотелеметрическая система "Гелеконт", предназначенная для контроля за состоянием людей, перенесших инфаркт миокарда, при восстановительном лечении. Система позволяет регистрировать ЭКГ на расстоянии до 150 м у 3 обследуемых по 4 каналам. Масса передатчика, расположенного под одеждой наблюдаемого, 300 г.

При подготовке Олимпийских игр в Москве использовалась передвижная медицинская лаборатория "Факел" с аппаратурой, аналогичной приборам для обследования космонавтов.

Для использования в клинике предложены сосудистые катетеры, созданные для изучения системы кровообращения животных в космическом полете. Эти катетеры обладают биологической, химической и физико-механической; устойчивостью, сохраняют заданную эластичность, имеют атромбогенную поверхность.

Клинические испытания катетеров проводились в онкологических, кардиохирургических и реанимационных отделениях ведущих клиник страны. Всего под наблюдением было 792 больных в возрасте от 8 до 75 лет. Сроки: катетеризации составляли от нескольких суток до 30 дней.

Прогнозирование функционального состояния организма в космических; полетах нашло практическое применение в массовых профилактических обследованиях населения.

Этот метод позволяет оценить напряжение регуляторных систем организма и направлен на определение адаптации в окружающей среде, а не на выявление заболеваний, как принято при диспансерном обследовании.

Метод использован при обследовании рабочих ряда промышленных предприятий. Его результаты дают не только оценку здоровья каждого человека, но и информацию о здоровье коллектива. Метод достаточно прост и удобен.

В гигиенической практике используют нормативы вредных примесей в атмосфере замкнутых помещений малого объема и токсикологические нормативы ряда полимерных материалов, разработанные для кабин космических кораблей.

В спортивной практике определяют психологическую совместимость членов группы по методикам космической психологии.

КОСМИЧЕСКАЯ РАДИАЦИЯ - потоки ионизирующего излучения в космическом пространстве. По современным представлениям различают три вида космической радиации: галактическое космическое излучение (ГКИ), солнечное космическое излучение (СКИ) и радиационный пояс Земли (РПЗ).

ГКИ - наиболее высокоэнергетическая составляющая корпускулярного потока в космическом пространстве - представляет собой ускоренные до высокой энергии ядра химических элементов, среди которых преобладают ядра водорода, гелия и других элементов. ГКИ по проникающей способности превосходит все другие виды ионизирующего излучения. Энергия частиц ГКИ составляет в среднем около 10 ГэВ, энергия отдельных частиц может достигать 1020 эВ и выше. В межпланетном пространстве доза ГКИ достигает 50-100 бэр в год, что создает определенную опасность для космонавтов, особенно при длительных космических полетах к другим планетам.

СКИ - высокоэнергетическая часть корпускулярного излучения Солнца, возникает при хромосферных вспышках на Солнце. При интенсивных солнечных вспышках, сопровождаемых потоками заряженных частиц (главным образом протонов), доза СКИ может составить десятки и сотни бэр за вспышку за пределами магнитосферы Земли. Во время мощных солнечных вспышек космонавты должны укрыться в радиационном убежище.

РПЗ - это потоки заряженных частиц (протонов и электронов), захваченных геомагнитным полем и образующих в околоземном космическом пространстве области повышенной радиации. Рассматривают две области РПЗ: внутреннюю и внешнюю. Энергия протонов, составляющих внутреннюю область РПЗ, достигает нескольких сотен МэВ. Эта область простирается на , расстояние от нескольких сотен до нескольких тысяч километров от поверхности Земли.

В центральной зоне внутренней области РПЗ, находящейся на расстоянии 2000-3000 км от поверхности Земли, мощность эквивалентной дозы облучения протонами достигает нескольких сотен бэр в сутки, и радиационная опасность в этой области пространства исключительно большая. Полеты пилотируемых космических кораблей в центральной зоне внутренней области РПЗ невозможны без специальной защиты космонавтов. Вместе с тем быстрое пересечение РПЗ вполне допустимо, особенно если трасса полета не проходит через его центральную зону или если экипаж в момент пересечения пояса находится в защищенном отсеке. При уменьшении высоты круговой орбиты над поверхностью Земли до 400-500 км радиационная опасность резко уменьшается и соответственно увеличивается допустимая продолжительность полетов пилотируемых космических кораблей без специальной защиты.

Пространственное распределение электронов РПЗ имеет два четко выраженных максимума. Первый из них находится во внутренней области РПЗ на расстоянии около 3000 км, а второй - во внешней области пояса на расстоянии около 22 000 км от поверхности Земли. Вблизи первого максимума мощность эквивалентной дозы облучения достигает сотен тысяч бэр в сутки, так что радиационная опасность от электронов РПЗ в этой области околоземного пространства исключительно высока. Вблизи второго максимума мощность эквивалентной дозы облучения приблизительно на порядок ниже и составляет около 104 бэр/сут. Большая мощность эквивалентной дозы облучения электронами РПЗ (без специальной защиты обитаемых отсеков космических кораблей) характерна для значительной части околоземного пространства. Это учитывают как при планировании выхода космонавтов в открытый Космос в этой части околоземного пространства, так и при создании радиационной защиты обитаемых отсеков орбитальных станций.

Радиационная опасность от РПЗ сильно зависит от траектории и продолжительности полета космического корабля. При полетах длительностью несколько месяцев в околоземном космическом пространстве ниже РПЗ радиационное воздействие на экипаж сравнимо с уровнями облучения в земных: условиях за год при обслуживании ядерно-технических установок.

КОСМИЧЕСКИЙ СКАФАНДР (КС) - индивидуальное снаряжение, обеспечивающее необходимые условия жизнедеятельности человека в Космосе.

Конструкция современного КС должна удовлетворять многим техническим, медико-биологическим, инженерно-психологическим требованиям и хорошо сочетаться с физиологическими особенностями и физическими возможностями человека.

По условиям применения КС подразделяются на следующие типы:

  • аварийно-спасательные КС для защиты космонавта при разгерметизации отсеков космического аппарата;
  • КС для выхода в открытый Космос;
  • планетарные КС для выполнения работ на поверхности планет.

По конструктивному выполнению КС можно подразделить на мягкие, жесткие и полужесткие.

По системе жизнеобеспечения КС подразделяются на вентиляционные, в которых требуемые условия создаются путем вентиляции подскафандрового пространства воздухом из баллонов или от компрессора с расходом 150-200 нл/мин; регенерационные, в которых воздух в подскафандровом пространстве очищается от углекислоты, паров воды и вредных примесей и обогащается кислородом в специальной регенеративной установке.

КС уже на современном этапе стал эффективным средством повышения безопасности полетов в Космос и обеспечил решение многих технических и научных задач в открытом Космосе. Несомненно, в дальнейшем роль КС будет возрастать, поскольку объем работ в Космосе намного увеличится.

Человек в КС сможет производить техническое обслуживание, сборку, ремонт и транспортировку грузов за пределами герметичных отсеков, непосредственно в космическом пространстве.

КОСМОДРОМЫ СОВЕТСКИЕ. В СССР имеются три научно-исследовательских испытательных постоянно действующих космодрома: Капустин Яр, Байконур и Плесецк.

Космодром Капустин Яр расположен на юге Европейской части СССР в приволжской степи. Строительство космодрома начато в июле 1947 г., а 18.10.47 г. здесь состоялся первый в СССР успешный запуск баллистической ракеты дальнего действия Р-1, созданной под руководством С. П. Королева. В 1949 г. и последующие годы в связи с подготовкой человека к полету в космическое пространство на космодроме была осуществлена широкая программа биологических исследований на животных. Программа предусматривала экспериментальные исследования в условиях полета животных на высотных ракетах и при спуске с использованием парашютных систем. В течение 1949-1959 гг. с космодрома осуществлено 26 запусков геофизических ракет с собаками на борту на высоты от 100 до 473 км, при этом максимальная продолжительность пребывания животных в условиях, близких к невесомости, составила около 10 мин. Опыты на ракетах показали, что животные удовлетворительно переносят условия полета в ракете, а системы жизнеобеспечения, использованные в этих экспериментах, функционировали надежно и эффективно. Полученные данные позволили приступить непосредственно к проведению биологических экспериментов в орбитальных полетах. Эти эксперименты в дальнейшем проводились на космодроме Байконур.

С космодрома Капустин Яр 14.10.69 г. осуществлен успешный запуск первого искусственного спутника Земли серии "Интеркосмос" ("Интеркосмос-1"), на борту которого была расположена аппаратура СССР, ГДР и ЧССР. В настоящее время с космодрома Капустин Яр систематически проводятся старты искусственных спутников Земли "Космос" и "Интеркосмос" и геофизических ракет "Вертикаль".

Космодром Байконур расположен в степной части Казахстана. Строительство космодрома начато в мае 1955 г., а уже в августе 1957 г. здесь состоялся успешный запуск первой советской межконтинентальной баллистической ракеты. 04.10.57 г. с этого космодрома состоялся запуск первого в мире советского искусственного спутника Земли. Здесь же были продолжены биологические эксперименты в Космосе, начатые в Капустином Яру. 03.11.57 г. был запущен второй советский искусственный спутник Земли с собакой Лайкой на борту. С августа 1960 г. по март 1961 г. были осуществлены орбитальные полеты четырех кораблей-спутников с собаками на борту, результаты которых подтвердили возможность полета человека в космическое пространство. 12.04.61 г. с космодрома Байконур выведен на орбиту первый в мире космический корабль-спутник "Восток", пилотируемый летчиком-космонавтом СССР Ю. А. Гагариным.

В связи с осуществлением пилотируемых космических полетов космодром Байконур в отличие от Капустина Яра и Плесецка оборудован дополнительными средствами и сооружениями. Имеется специально оборудованная гостиница для космонавтов с различными медицинскими лабораториями для клинико-физиологических обследований.

Монтажно-испытательный корпус космодрома снабжен специальными средствами медицинского контроля, работы со скафандрами, комплектации рационов питания и подготовки систем жизнеобеспечения (см.) к работе. На космодроме Байконур были продолжены биологические исследования на животных для решения новых проблем космической биологии и медицины применительно к длительным пилотируемым космическим полетам. С этой целью с космодрома Байконур 22.02.66 г. был начат 22-суточный полет спутника "Космос-ПО" с двумя собаками на борту, а 08.10.70 г. 6-суточный полет спутника "Космос-368" с различными биологическими объектами. С космодрома Байконур осуществлены все запуски пилотируемых космических кораблей и длительно функционирующих орбитальных станций с советскими и интернациональными экипажами.

В настоящее время на космодроме Байконур осуществляется широкая программа космических исследований ближнего и дальнего Космоса, отработки новых систем и кораблей. Особое место в этой программе занимают пилотируемые полеты на орбитальных станциях "Салют", направленные на решение широкого комплекса научных и народнохозяйственных задач и дальнейшего мирного освоения космического пространства.

Космодром Плесецк расположен на севере Европейской части СССР. Вступил в строй в 1960 г. С космодрома систематически осуществляются запуски искусственных спутников Земли "Интеркосмос" и "Космос" для решения научных и народнохозяйственных задач, "Молния" - для обеспечения телефонной, телеграфной и телевизионной связи с отдаленными от центра районами страны и "Метеор" - для метеорологических исследований и прогноза погоды. Отсюда стартовал первый французский спутник "MAC".

Основной целью запусков биологических спутников является проведение широкого комплекса экспериментов, связанных с изучением механизмов адаптации живого организма к условиям длительной невесомости (см.), а также разработкой способов защиты человека и других живых организмов от не-благоприятного воздействия факторов космического полета (см.), в том числе ионизирующей радиации.

В качестве биологических объектов на этих спутниках использовались белые крысы, черепахи, насекомые, бактерии, низшие и высшие растения, низшие грибы, оплодотворенные яйца птицы и икра рыб, изолированные клетки животных и растений. На всех спутниках проведены эксперименты по отработке элементов электростатической защиты от ионизирующих излучений. На спутнике "Космос-690" был впервые поставлен сложный радиобиологический эксперимент с использованием бортового гамма-облучения. На спутнике "Космос-782" впервые проведены эксперименты на крысах и насекомых в условиях воздействия искусственной гравитации (см.) с использованием двух бортовых центрифуг. На спутнике "Космос-1129" впервые снят цейтраферный кинофильм о вегетирующих в невесомости высших растениях.

Все советские специализированные биологические спутники Земли стартовали с космодрома Плесецк: "Космос-605" - с 31 ДО. по 22.11.73 г.; "Космос-690" - с 22.10. но 12.11.74 г.; "Космос-782" - с 25.11. по 15.12.75 г.; "Космос-936" - с 03 по 22.08.77 г.; "Космос-1129" - с 25.09. по 14.10.79 г. Результаты экспериментов, проведенных на этих спутниках, внесли существенный вклад в развитие космической биологии и медицины (см.).

КОСМОНАВТ-ИССЛЕДОВАТЕЛЬ (К-И) - член экипажа современного пилотируемого космического аппарата, имеющий подготовку для выполнения программы экспериментов и исследований на борту космического корабля.

К-И владеет методами исследований в Космосе и умеет использовать различное научное оборудование.

Функции К-И состоят в обслуживании и ремонте приборов и систем, входящих в состав научного оборудования, использовании различных приборов в процессе выполнения эксперимента; уточнении методик наблюдения и измерений; разработке новых методов исследований; поиске и обнаружении ранее неизвестных или редких явлений природы; поиске новых закономерностей в наблюдаемых явлениях и т. п.

Деятельность К-И на борту корабля регламентируется программой полета, определяющей перечень и условия экспериментов и исследований. Исходные данные конкретных экспериментов К-И получает из Центра управления полетом. Информация, получаемая в ходе экспериментов, регистрируется с помощью различной аппаратуры. Кроме того, К-И заносит различные данные по проведенным экспериментам в бортовой журнал.

Наряду с работой аппаратурными методами К-И визуально наблюдает объекты земной поверхности и океана, а также объекты и явления в атмосфере и окружающем космическом пространстве.

Результаты экспериментов и визуальных наблюдений К-И после завершения полета поступают для обработки и анализа в различные научно-исследовательские учреждения.

В советских пилотируемых космических полетах К-И включается в состав экипажей из 3 человек. В экипажах из 2 человек функции К-И распределяются между командиром и бортинженером. При выполнении полетов по программе "Интеркосмос" К-И (граждане социалистических стран) включались в состав экипажей из 2 человек, при этом они выполняли и функции бортинженера.

В настоящее время К-И является специалистом широкого профиля. В будущем, по-видимому, специализация К-И станет более узкой (К-И будут специалисты различных отраслей науки и техники).

КОСПАР(COSPAR - Committee on Space Research) - Комитет по космическим исследованиям при Международном совете научных союзов. Организован в 1958 г. для проведения международных исследований в Космосе с использованием ракет и искусственных спутников Земли. КОСПАР объединяет представителей 10 Международных союзов и национальных академий наук 32 стран. Комитет ежегодно организует и проводит пленарные совещания и связанные с ними международные научные симпозиумы, материалы которых периодически публикуются. В состав КОСПАР входят рабочие группы по слежению, телеметрии, динамике, проектам и координации космических экспериментов, свойствам верхней атмосферы, космическим экспериментам по изучению тропо- и стратосферы, космической биологии, данным и публикациям.

КРОВООБРАЩЕНИЕ В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ (ККП) - жизненно важная функция, подверженная изменениям, отражающим адаптацию (см.) организма к необычным факторам среды, условиям обитания и деятельности. Основное влияние на ККП оказывает невесомость (см.). Отсутствие гидростатического напора крови в сосудах нижней половины тела изменяет регионарную гемодинамику, приводит к относительному увеличению кровенаполнения верхней части тела, в том числе сосудов малого круга кровообращения и головы, подавлению секреции антидиуретического гормона и альдостерона, потере воды и солей, снижению объема циркулирующей крови. Отсутствие весовой нагрузки на опорно-двигательный аппарат уменьшает требования к системе транспорта кислорода, приводит к детренировке сердечно-сосудистой системы, сопровождается потерями кальция и калия, что влияет на возбудимость и сократимость миокарда. Эмоциональный стресс (см.), возможные изменения цикла сон-бодрствование, повышенная рабочая нагрузка, неполноценный отдых и другие осложняющие космический полет обстоятельства также способны повлиять на ККП. За 20-летний период пилотируемых космических полетов изучены разнообразные показатели ККП. Установлено, что сердечный ритм изменяется в соответствии с уровнем эмоционального и физического напряжения космонавтов и стадиями их адаптации к факторам космического полета (см.). При выведении космического корабля на орбиту, выполнении ответственных операций, возвращении и посадке на Землю (см.) он учащается; на первых витках орбитального полета он нормализуется с индивидуально различной скоростью в зависимости от выраженности эмоциональных реакций. В период адаптации к невесомости преобладает редкий пульс с дыхательной аритмией (вагусный эффект). При длительных полетах обнаруживается тенденция к учащению пульса (преобладание симпатических влияний на сердце в результате детренированности). Иногда регистрируются нарушения ритма по типу экстрасистолии и даже бигеминии, которые укладываются в картину гипокалиемии. Изменения показателей системного артериального давления, как правило, не закономерны, но стойкое его повышение указывает на избыточную рабочую нагрузку. Венозное давление в сосудах верхней половины тела закономерно возрастает, а нижней - снижается в результате изменения в распределении крови относительно продольной оси тела, что подтверждается и в реографических исследованиях. По мере развития процессов адаптации к невесомости эти изменения могут уменьшаться. Расчетные показатели давления в легочной артерии несколько возрастают. Тонус артериальных сосудов, судя по изменениям скорости распространения пульсовой волны, в начальной стадии полета обычно повышается, а затем обнаруживает тенденцию к нормализации, хотя и остается выше предполетных величин. При послеполетных обследованиях обнаружено снижение эластичности венозных сосудов на ногах, что, вероятно, обусловлено отсутствием внутрисосудистого гидростатического давления крови в полете. Ударный и минутный объем крови в начальной стадии полета часто превышает предполетный уровень, а в дальнейшем или соответствует ему, или обнаруживает связь с эмоциональной напряженностью и рабочей нагрузкой. Электрокардиографические исследования в космических полетах свидетельствуют о возможности изменений проводимости и обменных процессов в сердечной мышце, что иногда выражается в увеличении интервала Р-Q и уширении комплекса QRS, снижении, инверсии или изменении формы зубца Т. В некоторых полетах отмечено временное снижение сегмента ST. Эти изменения были обратимыми и не расценивались как патологические. Длительность фаз сердечного цикла в космическом полете в основном соответствует изменениям сердечного ритма. При урежении пульса периоды напряжения, изгнания, электрическая, механическая систолы и диастола, как правило, увеличиваются, а при учащении пульса укорачиваются. Возможно развитие синдрома "нагрузки объемом" (укорочение фазы изометрического сокращения, удлинение периода изгнания и механической систолы, увеличение внутрисистолического показателя и уменьшение индекса напряжения миокарда). Описаны и противоположные тенденции в изменениях фаз сердечного цикла, характерные для синдрома "гиподинамии миокарда". Изменения фазовой структуры диастолы (укорочение периодов изометрического расслабления и медленного наполнения с одновременным увеличением фазы быстрого наполнения) считают признаком возрастания роли присасывающей функции сердца тогда, когда уменьшаются градиент давления в венах большого круга кровообращения и активность "внутримышечного периферического сердца". Для повышения информативности текущей и прогностической оценки ККП широко используют функциональные пробы с дозированной физической нагрузкой, воздействием отрицательного давления на нижнюю половину тела и др. Результаты исследований ККП важны для медицинского контроля, регламентирования режимов труда, отдыха и профилактики неблагоприятного воздействия невесомости (см.), совершенствования систем жизнеобеспечения (см.). Перспективы этих исследований состоят в повышении информативности и снижении трудоемкости диагностики и прогнозирования изменений сердечно-сосудистой системы в различных по условиям и длительности космических полетов (см. также Длительные космические полеты).

КРУГОВОРОТ ВОДЫ (КВ) на борту космического летательного аппарата является частью общего круговорота веществ в кабине корабля.

На Земле КВ происходит за счет энергии Солнца, обеспечивающей испарение с поверхности воды с последующей конденсацией водяных паров в атмосфере и выпаданием на Землю в виде осадков. В процессе испарения вода очищается от растворенных в ней минеральных солей и микроэлементов.

Проходя через почву, вода претерпевает химические и биохимические превращения: органические примеси окисляются до простейших окислов с помощью разнообразных микроорганизмов, часть минеральных солей сорбируется породами. В земных условиях КВ, как и вообще круговорот веществ, включает многообразные звенья и процессы. Периоды обращения воды чрезвычайно велики - более 3*103 лет.

Система водообеспечения (см. Водообеспечение космонавтов) на борту космического летательного аппарата, основанная на КВ, имеет ограниченное число процессов регенерации с минимальными энергозатратами, по возможности без высоких давлений и температур.

Система водообеспечения, основанная на КВ (регенеративная), позволит уменьшить запасы воды на борту летательного аппарата. Например, норма 6 л/сут на человека (с учетом воды для питья и санитарно-гигиенических процедур) для экипажа из 3 человек, находящегося в 3-летней экспедиции, потребует около 2 т воды и соответствующих емкостей для ее хранения. При увеличении экипажа запасы воды возрастают настолько, что возможность экспедиций становится проблематичной. В противоположность этому система водообеспечения, основанная на КВ, при соответствующем коэффициенте извлечения воды теоретически может функционировать без запасов воды вообще.

Источниками воды в этом случае служат влагосодержащие продукты жизнедеятельности человека, животных, влаговыделения биологического звена и технических устройств. Однако создание системы, позволяющей многократно использовать воду, регенерированную в корабле, представляет трудную научную и инженерную проблему.

Система на основе КВ зависит от энерговооруженности корабля, длительности полета, числа звеньев систем обеспечения жизнедеятельности и других факторов.

В дальнейшем КВ постепенно и последовательно приближается к полному. В непродолжительных полетах в связи с невысокой энерговооруженностью космических летательных аппаратов разрабатываются и используются регенеративные процессы для слабоконцентрированных продуктов жизнедеятельности (например, конденсат атмосферной влаги, влаговыделения электрохимических генераторов тока - топливных элементов и др.). В этих случаях большую эффективность и надежность показали сорбционные методы регенерации воды. На борту долговременных орбитальных научных станций "Салют-4" и "Салют-6" успешно функционировала регенеративная система водообеспечения на основе сорбционных процессов удаления вредных примесей из воды с помощью катионо-анионообменных смол и активированных углей. При достаточном количестве энергии на борту будут создаваться системы регенерации воды из более загрязненных растворов, таких, как моча, санитарно-гигиеническая вода и т. д. Много методов позволяют получать воду, удовлетворяющую требованиям ГОСТа. Наиболее прост в технологическом и аппаратурном оформлении метод, основанный на испарении - эндотермическом процессе, заключающемся в переходе вещества из жидкой или твердой фазы в газообразную. Различают кипение - парообразование жидкости, когда внешнее давление равно давлению пара над кипящей жидкостью, и сублимацию - переход вещества из твердой фазы через парообразную в твердую. Скорость испарения наиболее высока в условиях вакуума и неограниченного объема, когда молекулы воды могут беспрепятственно удаляться от поверхности жидкости. Общее количество испарившегося вещества пропорционально площади его свободной поверхности. Вследствие этого в конструкциях испарителей предусматривают возможно большую поверхность жидкости, что достигается ее раздроблением на мелкие капли или образованием тонкой пленки.

При создании системы водообеспечения на основе КВ лиофилизацию широко исследовали в различных вариантах. Сублимация (лиофилизация) перспективна при использовании вакуума космического пространства и отрицательных температур не освещенной Солнцем стороны космического аппарата. Регенерация воды методом вакуумной дистилляции (в условиях среднего вакуума реальна при экономичных вакуумных насосах и надежных испарителях и конденсаторах. Испарение влаги при давлении азотно-кислородной среды 1 атм наиболее простое, его применяют в окислительно-каталитической регенерации воды. КВ возможен электрохимическими, мембранными, фотохимическими и другими методами. Большое значение имеет скорость процессов КВ. По-видимому, идеальной была бы переработка выделений человека и биологических систем за суточный цикл. В этом случае упрощалась бы консервация продуктов жизнедеятельности (см.) и оставалось время для профилактических или ремонтных работ. Для ускорения регенерации воды можно использовать катализаторы (см.), также позволяющие снизить температуры или давления процессов. Катализаторы в системах регенерации воды, кроме общих свойств, не должны синтезировать токсических или взрывоопасных веществ.

В регенеративных системах водообеспечения экипажей космических кораблей катализаторы используют при регенерации воды из мочи и других влагосодержащих продуктов жизнедеятельности человека окислительно-каталитическим методом. При создании круговорота веществ в ограниченных замкнутых пространствах катализаторы могут применяться для минерализации отходов, получения аммиачной воды или азотной кислоты из мочи, для синтеза углеводов, жиров из углекислого газа и водорода и т. д.

В непродолжительных полетах или экспедициях средней длительности КВ будет строиться на основе физико-химических процессов без полного извлечения влаги из продуктов жизнедеятельности человека. При полном извлечении воды и без синтеза пищевых продуктов на борту космического корабля происходило бы накопление влаги, поскольку человеческий организм выделяет на 200-300 г влаги больше, чем поглощает, за счет метаболической воды, образующейся в результате окисления жиров, белков и углеводов, поступающих с пищей.

Уменьшение извлечения воды из отходов должно несколько снизить энергозатраты, поскольку вода трудно извлекается из высококонцентрированных растворов.

В длительных космических экспедициях, когда будет вводиться звено низших и высших растений, в круговорот будут вовлекаться транспирационная влага оранжерей, отработанные питательные растворы для низших и высших растений, растворы, получаемые в результате физико-химической или микробиологической минерализации. Питьевую воду в этих условиях целесообразно регенерировать из конденсата атмосферной влаги космических оранжерей, а мочу и санитарно-бытовую воду из психологических соображений - лучше подавать в систему минерализации с последующим приготовлением питательных растворов для растений. Извлечение воды в этих условиях должно быть почти полным, поскольку водород и кислород метаболической воды будут расходоваться для синтезирования пищевых продуктов.

В настоящее время на борту долговременных орбитальных станций "Салют-4" и "Салют-6" впервые в мире осуществлен частичный КВ в регенеративной системе с использованием конденсата атмосферной влаги.

КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ (КТ) животных - живущие вне организма в искусственно созданных условиях среды фрагменты (кусочки) органов и тканей или популяции изолированных клеток млекопитающих. В зависимости от биологических особенностей и методов культивирования различают несколько типов КТ.

Клетки в КТ свободны от влияния интегрирующих (регулирующих) систем целостного организма и лишены в той или другой степени, в зависимости от типа КТ, внутриорганных и внутритканевых связей. Описанные биологические особенности делают КТ незаменимыми при изучении влияния внешних воздействий на физиологию, структурную организацию и генетический аппарат животных клеток. Сопоставление результатов экспериментов in vitro с данными идентичных опытов на животных позволяет дифференцированно оценить роль собственно клеточных реакций и интегрирующих систем в развитии тех или других сдвигов в организме. В настоящее время КТ используют практически во всех отраслях биологии и медицины. Наибольшего успеха их применение достигло в вирусологии и радиобиологии. КТ были включены в число первых биологических объектов, летавших на ракетах и спутниках в Космос. Вначале эксперименты были поисковыми и проводились без физиологических условий для роста КТ. Создание приборов типа "Биотерм" (СССР), обеспечивающих на борту оптимальное культивирование клеток, позволило получать надежную информацию о влиянии факторов космического полета на "свободноживущие" клетки млекопитающих.

Опыты по культивированию клеток на искусственных спутниках Земли и космических кораблях, проведенные цитологами СССР, ГДР и США, вместе с результатами исследования других биологических объектов (бактерии, грибы, водоросли и т. д.) позволили сформулировать важные для космической биологии выводы:

  1. формирование клеточных популяций в невесомости проходит без каких-либо необратимых изменений изучаемых параметров-клеток;
  2. невесомость не влияет на генетический аппарат клеток. Уровень и спектр хромосомных, генных и "геномных" мутаций в условиях полета колеблются в пределах спонтанного мутирования.

В перспективе КТ будут использованы при решении ряда проблем космической биологии. В первую очередь это относится к темпам размножения клеток в невесомости и исследованиям ультраструктур клеточных мембран. Важное место КТ должны занять в экспериментах по изучению особенностей минерального обмена и репродукции вируса в клетках в условиях космического полета.

предыдущая главасодержаниеследующая глава

















© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2011-2019
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://anfiz.ru/ 'AnFiz.ru: Анатомия и физиология человека'