Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1 Адаптация организма и здоровье человека при действии факторов космического полета. 11
1.2 Сердечно-сосудистый гомеостаз и вегетативная регуляция кровообращения при действии факторов космического полета . 17
1.3 .Анализ вариабельности сердечного ритма как метод оценки функционального состояния человека в условиях космического полета. 30
1.4 Донозологичекая диагностика в оценке функционального состояния организма при стрессорных воздействиях. 44
1.5 Сердечно-сосудистый гомеостаз и вегетативная регуляция кровообращения при действии антиортостатической гипокинезии и изоляции. 54
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований 59
2.1 Общая характеристика обследованных групп 59
2.1.1. Исследование членов экипажей О.С. «Мир» (ЭО-1-ЭО-22). 60
2.1.2. Эксперимент со 120-суточной гипокинезией. 6 1
2.1.3. Эксперимент с 8-месячной изоляцией. 62
2.1.4. Эксперимент «Пульс» на борту МКС. 62
2.1.5. Эксперимент «Пневмокард» на борту МКС. 63
2.1.6. Прикладные клинико-физиологические исследования. 64
2.2. Методы анализа материалов исследований. 64
2.2.1. Метод анализа вариабельности сердечного ритма. 65
2.2.2. Статистическая обработка результатов исследований. 67
ГЛАВА 3. Результаты исследований и их обсуждение.
3.1. Оценка функционального состояния организма при действии факторов космического полета по данным исследования членов экипажей орбитальной станции «Мир» и исследований в модельных экспериментах со 120-суточной АНОГ и 8-месячной изоляцией. 73
3.1.1. Анализ вариабельности сердечного ритма у членов экипажей станции «Мир»(ЭО-1-ЭО-22). 73
3.1.2. Оценка функционального состояния организма в эксперименте со 120-суточной антиортостатической гипокинезией. 90
3.1.3. Оценка функционального состояния организма в эксперименте с 8-месячной изоляцией. 95
3.2. Разработка математической модели для оценки функционального состояния организма по данным анализа вариабельности сердечного ритма и ее применение при анализе результатов исследований на орбитальной станции «Мир» и в модельных экспериментах со 120-суточной антиртостатической гипокинезией и 240-суточной изоляцией. 103
3.3. Типы вегетативной регуляции и устойчивость адаптационных реакций в условиях космических полетов. 112
3.4. Оценка функционального состояния членов экипажей Международной космической станции . 119
3.5. Разработка вероятностного подхода к оценке риска развития патологических отклонений и его применение для оценки функционального состояния членов экипажей МКС. 127
3.6. Вероятностный подход при оценке функционального состояния у профессиональных групп, работающих в стрессорных условиях. 135
Заключение 143
Выводы 149
Практические рекомендации 151
Список литературы 1
- Сердечно-сосудистый гомеостаз и вегетативная регуляция кровообращения при действии факторов космического полета
- Исследование членов экипажей О.С. «Мир» (ЭО-1-ЭО-22).
- Оценка функционального состояния организма в эксперименте со 120-суточной антиортостатической гипокинезией.
- Оценка функционального состояния членов экипажей Международной космической станции
Введение к работе
Актуальность темы.
Сегодняшние успехи пилотируемой космонавтики были бы невозможны без интенсивного развития космической медицины, которая на основе использования новейших достижений науки и техники создала свои собственные оригинальные теоретические и практические разработки. В центре внимания космической медицины находится здоровый человек, и ее главной задачей является не столько распознавание болезней и их лечение, сколько оценка уровня здоровья и разработка мероприятий по его укреплению и сохранению [Григорьев, Баевский, 2007]. Специфика понятия здоровья в космической медицине заключается в том, что оно рассматривается как способность человека адаптироваться к условиям невесомости и выполнять программу полета на высоком профессиональном уровне, сохраняя при этом необходимые резервы для реадаптации к земным условиям после возвращения с орбиты.
Проблема оценки и сохранения функциональных резервов организма тесно связана с оценкой функционального состояния (ФС), под которым понимается интеграция активности различных физиологических систем, определяющая особенности осуществления деятельности [Большой психологический словарь, 2006]. Функциональное состояние имеет тоническую составляющую - базовый уровень активности основных физиологических систем (общий обмен, гормональный статус, соотношение активности парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы) и фазические компоненты, формирующиеся при необходимости реализации определенных видов деятельности. Функциональное состояние вне деятельности рассматривается как фоновое. Одним из распространенных методов оценки функционального состояния организма является анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который получил широкое применение в клинической практике и прикладной физиологии [Баевский, Иванов, Чирейкин и др., 2001; Heart rate variability, 1996]. Этот метод, начиная с первых пилотируемых полетов [Газенко, Баевский, 1962; Парин и др., 1965, 1967], используется для исследования влияния факторов космического полета на человека. Он позволяет характеризовать функциональное состояние организма как результат работы регуляторных систем по сохранению гомеостаза и поддержанию равновесия между организмом и окружающей средой. Накоплен огромный опыт применения этого метода для исследования вегетативной регуляции функций в условиях космического полета и показана его важная роль в оценке функционального состояния организма космонавтов [Баевский и др., 2002; Fritsch-Yelle et al., 1996; Buttler et al., 1994]. При этом отдельные показатели ВСР отражают активность различных звеньев регуляторных механизмов, а их комплексная оценка дает возможность целостного представления о функциональном состоянии организма.
Существующие комплексные критерии оценки ФС по данным ВСР не всегда пригодны для характеристики и оценки тонких изменений ФС практически здоровых людей, что особенно важно при оценке ФС космонавтов. Вместе с тем, интерпретация результатов исследований по первичным показателям ВСР требуют опыта их применения и специальных знаний.
Часто затрудняет оценку и сравнение результатов исследований наличие индивидуальных особенностей [Турчанинова, Алферова и др., 2002; Baevsky, Bogomolov, Nikulina, 2000; Nyarko-Adomfen, 1992; Borchers et al., 2002].
Поскольку регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) - обязательный элемент медицинского контроля в космосе, целесообразно использовать этот сигнал для получения дополнительной важной информации о функциональном состоянии космонавта. Таким образом, разработка новых подходов к оценке функционального состояния организма при действии факторов космического полета на основе показателей ВСР является актуальной задачей.
Цель работы состоит в разработке нового методического подхода для оценки функционального состояния организма на основе анализа вариабельности сердечного ритма и его апробации в длительных космических полетах на международной космической станции (МКС).
Задачи исследования:
1. Изучение результатов анализа вариабельности сердечного ритма в ходе исследований на орбитальной станции (ОС) «Мир» и в наземных модельных экспериментах и разработка на их основе нового методического подхода для оценки функционального состояния организма человека.
2. Исследование воспроизводимости (устойчивости) получаемых результатов анализа ВСР при повторных полетах.
3. Изучение связи между оценками функционального состояния и типом вегетативной регуляции.
4. Апробация нового метода оценки функционального состояния космонавтов в длительных полетах на МКС.
5. Исследование возможности развития нового метода для решения задач прогнозирования функционального состояния.
Научная новизна. В работе впервые показана возможность количественной оценки функционального состояния организма по двум компонентам - степени напряжения регуляторных систем (СН) и их функциональному резерву (ФР), получаемым по данным анализа вариабельности сердечного ритма. На основе использования дискриминантного анализа разработана математическая модель в виде двух переменных, характеризующих степень напряжения регуляторных систем и их функциональный резерв. Предложен метод фазовой плоскости, позволяющий графически отображать функциональное состояние организма и его динамику в виде точки или вектора в пространстве состояний в координатах степени напряжения регуляторных систем и их функционального резерва.
В данной работе впервые показано, что реакции вегетативной нервной системы при воздействии факторов космического полета сохраняют свои индивидуально-типологические особенности при повторных полетах, совершаемых через 2-3 и даже 5-7 лет. Изменения функционального состояния в динамике адаптации к условиям длительной невесомости необходимо оценивать в зависимости от индивидуального типа вегетативной регуляции.
Впервые разработан вероятностный подход к оценке функционального состояния человека в условиях длительных космических полетов, при котором с учетом типа вегетативной регуляции определяется апостериорная вероятность отнесения к тому или иному классу состояний; при этом изменения вероятностных оценок имеют прогностический смысл, указывая на направленность адаптационного процесса.
Практическая значимость. Использование нового методического подхода при исследовании ВСР у членов экипажей МКС показало его практическую значимость для оценки ФС человека на разных этапах длительного космического полета. Показано, что рост функционального напряжения в ходе полета ведет к развитию донозологических состояний, и это повышает вероятность снижения ортостатической устойчивости и физической работоспособности в послеполетном периоде. Контроль направленности траекторий функционального состояния на фазовой плоскости позволяет проводить оценку ФС более быстро и наглядно, а применение вероятностного подхода - прогнозировать развитие возможных патологических отклонений. На примерах исследования летчиков гражданской авиации показана перспективность применения нового метода оценки функционального состояния при исследовании людей, работающих в стрессорных условиях.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разработан метод количественной оценки функционального состояния организма при действии факторов космического полета по данным анализа вариабельности сердечного ритма, основанный на вычислении двух комплексных показателей, характеризующих степень напряжения регуляторных систем (СН) и их функциональный резерв (ФР).
2. Показано, что реакции организма на воздействие факторов космического полета в значительной мере зависят от его индивидуально-типологических особенностей, которые сохраняются при повторных полетах, совершаемых через несколько лет. Поэтому оценка функционального состояния космонавтов в динамике адаптации к условиям длительной невесомости должна проводиться с учетом типа вегетативной регуляции.
3. Разработан вероятностный подход к оценке функционального состояния организма космонавтов, при котором, с учетом типа вегетативной регуляции в условиях невесомости, определяется вероятность развития одного их 4-х функциональных состояний (норма, донозологическое состояние, преморбидное состояние, патологическое состояние). На основе этих оценок введены 10 условных категорий риска развития патологии.
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на XIX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2004), на 26 международной конференции по гравитационной физиологии (Кельн, 2005), на VII научно-практической конференции «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы» (Москва, 2005), на 17 международной конференции «Человек в космосе» (Москва, 2009).
Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого совета ГНЦ РФ – ИМБП РАН 20 ноября 2009 года.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 13 статей.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственного исследования, практических рекомендаций, списка литературы. Текст работы изложен на 175 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 37 рисунков. Указатель литературы включает 133 отечественных и 64 зарубежных источников.
Сердечно-сосудистый гомеостаз и вегетативная регуляция кровообращения при действии факторов космического полета
В настоящее время в условиях полетов на орбитальных станциях на организм человека оказывает влияние достаточно ограниченный комплекс факторов. К ним, прежде всего, относятся: ионизирующая радиация, гиподинамия и гипокинезия, нервно-эмоциональная напряженность и невесомость [46]. Накопленный опыт длительных пилотируемых космических полетов показывает, что суммарные дозы облучения ионизирующей радиацией не превышают предельно допустимых [81]. Последствия гиподинамии и гипокинезии частично преодолеваются за счет увеличения объема современных орбитальных станций и использования тренажеров [57], эмоциональное напряжение оказывает значимое влияние не постоянно, а только в нештатных режимах и на наиболее ответственных участках полета.
Невесомость остается главным фактором, вызывающим во время космических полетов развитие в организме человека ряд серьезных изменений. Основным звеном в механизме влияния невесомости является исчезновение гравитационно-зависимых деформаций и механического напряжения структур организма. Это приводит к изменению афферентного входа, исчезновению гидростатического давления крови и других жидкостных сред организма, а также весовой нагрузки на костно-мышечную систему [82,46, 154].
Невесомость вызывает наиболее существенные адаптационные изменения, направленные на создание адекватных взаимоотношений организма с окружающей средой. Эти изменения подчиняются общефизиологическим закономерностям и могут быть описаны и интерпретированы с позиций общей теории адаптации [91]. При изменении биологически значимых факторов среды возникают нарушения гомеостаза, что, в свою очередь, активирует как специфические адаптационные механизмы (срочные и долговременные), связанные с природой воздействующего фактора среды, так и неспецифические системы (адренергическую и гипофизарно-адреналовую). Под влиянием специфических и неспецифических функциональных систем [7,8] происходит мобилизация резервов организма и их перераспределение.
Срочная адаптация проявляется активацией уже сложившихся (ведущих в специфическом компоненте адаптации) функциональных систем, или быстрым созданием новых. При пролонгированном действии новых средовых факторов в результате формирования системного структурного следа развивается долговременная адаптация в виде избирательного увеличения мощности структур, ответственных за управление, ионный транспорт и энергообеспечение во всех органах, образующих единую функциональную систему, ответственную за адаптацию.
Изменения, происходящие в организме человека вследствие реализации срочных адаптационных реакций (уменьшение объема плазмы крови и межклеточной жидкости, относительная гиперволемия и превалирование импульсации с механорецепторов в сосудистых областях выше точки ГИТ, противоположные изменения в нижележащих сосудах), вызывают два типа долговременных адаптивных реакций [154]: адаптационные и деадаптационные. К адаптационным реакциям относят активацию и напряжение ряда гормональных механизмов, обеспечивающих поддержание водно-солевого и гемодинамического гомеостаза, в том числе активацию ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, а к деадаптационным - повышение растяжимости и снижение сократимости венозного русла голени в связи с сокращением в нем функциональной нагрузки, детренированность механизмов сосудистой регуляции и торможение эритропоэза.
В результате развития этих долговременных приспособительных реакций происходит относительная стабилизация функциональной системы регуляции гомеостаза и установление нового уровня гемодинамического и водно-солевого гомеостаза, с изменением реакций на стрессорные воздействия и снижением устойчивости к физическим и гравитационным нагрузкам.
Несмотря на то, что любой адаптационный процесс включает в себя стрессорную реакцию [91], данные российских и американских исследователей о гормональных коррелятах стресса (концентрация адренокортикотропного гормона, кортизола, соматотропина, тиреотропного гормона и тироксина, катехоламинов и инсулина) [169, 170, 48, 59] показывают, что концентрация гормональных индикаторов стресса даже уменьшается в полете, а если повышается, то незначительно. Такие изменения свидетельствуют, что длительное пребывание человека в условиях космического полета само по себе не является стрессорным стимулом. Это подтверждается и данными о динамике сердечно-сосудистого гомеостаза в ходе длительных космических полетов [бб, 150, 24, 26]. Со стороны сердечно-сосудистой системы в длительном полете также не наблюдается типичных признаков стресс-синдрома - повышения частоты сердечных сокращений и артериального давления [150], но одновременно отмечается снижение вариабельности сердечного ритма и артериального давления, что свидетельствует об определенном напряжении регуляторных систем.
Исследование членов экипажей О.С. «Мир» (ЭО-1-ЭО-22).
Коэффициенты и для первой функции выбираются таким образом, чтобы ее средние значения для различных классов как можно больше отличались друг от друга. Коэффициенты второй функции выбираются также, т.е. соответствующие средние значения должны максимально отличаться по классам, при этом налагается дополнительное условие, чтобы значения второй функции были некоррелированы со значениями первой. Аналогично третья функция долна быть некоррелирована с первыми двумя и т.д.
Оценку реальной полезности дискриминантной функции можно сделать, рассматривая коэффициент канонической корреляции, который является мерой связи (степени зависимости) между группами и дискриминантной функцией. Если классы не очень хорошо различаются по исследуемым переменным, то все корреляции будут иметь малые значения, потому что нельзя найти различия там, где их нет. Оценивая относительное процентное содержание (% каждой дискриминантной функции от общих дискриминантных возможностей) и канонические корреляции можно установить, сколько дискриминантных функций имеют реальный смысл и статистически значимы. Коэффициенты и для дискриминантных функций могут быть представлены а стандартной и нестандартной форме. Коэффициент в нестандартной форме дает представление об абсолютном вкладе каждой переменной в значение дискриминантной функции, и таким образом при различных единицах измерений переменных можно получить верную классификацию. Для интерпретации полученных дискриминантных функций более интересным будет рассматривать стандартизованные коэффициенты, которые показывают относительный вклад каждой переменной.
Процедура классификации используется для решения двух типов задач: 1) для предсказания принадлежности к определенному классу объектов и 2) для проверки точности процедур классификации.
Для проверки точности процедур классификации берутся "известные" объекты (которые использовались при выводе классифицирующих функций) и к ним применяются полученные правила классификации. Доля правильно класифицированных объектов говорит о точности процедуры и косвенно подтверждает степень разделения классов. Процент "известных" объектов, которые были классифицированы правильно, является дополнительной мерой различий между группами.
Предсказание принадлежности к определенному классу объектов целесообразно проводить при помощи вычисления апостериорных вероятностей. При этом исследуемый объект будет приписан к тому классу, для которого он имеет наибольшую вероятность принадлежности.
Термин кластерный анализ, впервые использованный Тгуоп [194], объединяет сразу несколько алгоритмов классификации. Этот метод позволяет ответить на вопрос исследователя: как организовать наблюдаемые данные в имеющую значение и смысл структуру. Целью кластерного анализа является получение непересекающихся или слабо пересекающихся классов, отражающих типичные состояния рассматриваемого явления. При небольшом количестве наблюдений удобно использовать метод кластерного анализа Joining (Tree Clustering), который позволяет наглядно увидеть, как данные делятся на кластеры. Цель этого алгоритма в том, чтобы присоединять последовательно объекты в большие группы, используя некоторую меру сходства или расстояния. Типичный результат этого типа группировки является иерархическим деревом. Пример графического вывода результатов кластерного анализа методом Joining представлен на рис. 4 .
Кластерный анализ может быть использован для выявления скрытой группировки объектов по набору их признаков. Так, в нашем исследовании 192 произвольно выбранных добровольца из числа пациентов оздоровительного центра были разделены на 4 кластера, которые данным анализа среднегрупповых значений показателей ВСР в каждом кластере, были классифицированы как группы донозологической диагностики 3 (зеленая), Ж1 (желтаяі), Ж2 (желтая2) и К (красная).
Статистическая обработка результатов исследований проводилась с применением традиционных методов оценки достоверности различий Использовались критерии Стьюдента и Фишера, методы кластерного, корреляционного, факторного и дискриминантного анализа из пакета программ "Statistica 6".
Представленные ниже данные получены при анализе 211 записей в фазе покоя у 39 членов экипажей на разных этапах космических полетов продолжительностью до 7 месяцев [24]. Проведенные исследования показали, что в реальных условиях длительного космического полета выявляются изменения со стороны вегетативной регуляции кровообращения, о чем свидетельствуют изменения статистических и спектральных показателей вариабельности сердечного ритма.
Сердечно-сосудистый гомеостаз сохраняется на уровне, близком к земному (таблица 6), и ЧСС меняется мало (на 3-4 уд/мин). Однако первый месяц полета достоверно отличается от других самой низкой ЧСС (62,02 уд/мин), а четвертый месяц — самой высокой (66,55 уд/мин). Поддержание гомеостаза требует определенной работы механизмов адаптации. В первые месяцы полета активизируется, в основном, автономный контур регуляции (низкие значения ЧСС, SI; высокие значения pNN50, RMSSD, SDNN). В первый и третий месяцы полета обращает на себя внимание высокое значение количества аритмичных сокращений - 9,29 % и 8,93 %, которое потом снижается. Мы видим, что в четвертый месяц полета растет активность и симпатического (SI), и парасимпатического (pNN50, RMSSD) звеньев регуляции. Показатель pNN50 демонстрирует тенденцию к снижению на 3-м месяце полета с постепенным ростом к 5-му месяцу и выраженным снижением на 6 -7 месяцах полета (почти в 2 раза с 17,34 до 9,02 %). Индекс напряжения постепенно увеличивается к концу полета.
Оценка функционального состояния организма в эксперименте со 120-суточной антиортостатической гипокинезией.
Рассмотрев результаты исследований на ОС «Мир» и в наземных модельных экспериментах в рамках разработанной математической модели с применением метода фазовой плоскости (рис. 22), можно сделать предварительные заключения о том, что: - во-первых, функциональное состояние как космонавтов во время полета, так и добровольцев в ходе наземных экспериментов остается преимущественно в границах физиологической нормы; - во-вторых, изменение функционального состояния при длительном действии неблагоприятных факторов происходит через увеличение степени напряжения регуляторных механизмов, и только затем снижаются функциональные резервы.
Типы вегетативной регуляции и устойчивость адаптационных реакций в условиях космических полетов
Данные, полученные во время длительных космических полетов на ОС «Мир» и на Международной космической станции (МКС), а также в наземных экспериментах по моделированию факторов полета, показали, что по степени напряжения (СН) регуляторных систем организма космонавтов можно разделить на три группы; а) с низкими значениями СН, которые характеризуют вегетативный баланс как преобладание парасимпатического звена регуляции; б) со средними значениями СН, которые указывают на относительное вегетативное равновесие; в) с высокими значениями СН, которые можно оценить как преобладание активности симпатического отдела вегетативной нервной системы. Наличие различных типов (классов) вегетативной регуляции подтверждается данными кластерного анализа полетных данных у 39 космонавтов, совершивших длительные полеты на ОС «Мир». Выделены четыре типа (класса) вегетативной регуляции во время космического полета (рис.23).
Значения ЧСС (уровень функционирования системы кровообращения) и RMSSD (активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы) в разных классах вегетативной регуляции у космонавтов во время длительных космических полетов на ОС «Мир»
Эти классы различаются не только по вегетативному балансу и по уровню сердечно-сосудистого гомеостаза, но и по времени адаптации организма к условиям невесомости, механизму адаптации, устойчивости адаптационных реакций. Для 1 -го, ваготонического, типа регуляции характерна более быстрая, но менее устойчивая адаптация. Второй и третий типы могут быть названы нормотоническими с преобладанием симпатического иои парасимпатического тонуса. Они наиболее часто встречаются и характеризуются оптимальностью адаптационных реакций, при этом третий тип отличается от второго более высокой устойчивостью. Четвертый, симпатотонический, тип характеризуется более медленной приспособляемостью к новым условиям, активной мобилизацией функциональных резервов и невысокой лабильностью.
Следует специально остановиться на результатах оценки функционального состояния космонавтов, отнесенных к третьему и четвертому классу с преобладанием симпатического звена регуляции. Согласно приведенным на рис. 32. данным их состояние могло бы рассматриваться как донозологическое, хотя они успешно выполняли программу полетов и совершали их неоднократно. По-видимому, критерии оценки функциональных состояний, разработанные для применения в профилактической медицине, непригодны для применения на специфических контингентах лиц, работающих в экстремальных условиях, в том числе для космической медицины. Из этого следует необходимость разработки норм, учитывающих особенности контингента (образ жизни и характер нагрузок), тип вегетативной регуляции, индивидуальные особенности (пол, возраст, и т.д.). В связи с этим была проведена коррекция оценочных шкал и построены траектории изменения функциональных состояний для каждого выделенного типа (см. рис. 24).
Пространство функциональных состояний в координатах функционального резерва (ФР) и степени напряжения (СН) регуляторных систем по данным математической модели. Представлены тренды перехода функциональных состояний от нормы к патологии для разных типов вегетативной регуляции в условиях космического полета.
Анализ результатов исследований космонавтов с различными типами вегетативной регуляции показал, что «критическими» для космонавтов ваготонического типа регуляции являются 1, 2-е и 3-й месяцы полета за счет сильных колебаний баланса симпатических и парасимпатических влияний в регуляции сердечного ритма. Второй месяц полета отличается у них ростом вагусной активности, что может сопровождаться дизрегуляторными нарушениями с преобла-данием парасимпатической нервной системы. У космонавтов, относящихся к симпатотоническому типу регуляции с 3-го месяца полета начинает снижаться показатель RMSSD, что указывает на ослабление парасимпатической активности.
Следует отметить, что присущий каждому космонавту тип регуляции в условиях невесомости сохраняется и в последующих полетах. Это видно на рис.25, где на фазовой плоскости «СН-ФР» представлены координаты функционального состояния 10 космонавтов-членов экипажей О.С.»Мир» и МКС, выполнивших по нескольку космических полетов. В табл. 17 приведены средние полетные значения некоторых показателей вариабельности сердечного ритма у космонавтов, совершавших полеты более 1 раза.
Оценка функционального состояния членов экипажей Международной космической станции
Другим важным результатом проведенных исследований является то, что общим для всех членов космических экипажей является то, что независимо от типа вегетативной регуляции практически все они во время космического полета находятся в зоне донозологических состояний. Их адаптационные реакции в невесомости характеризуются ростом напряжения регуляторных систем при сохранении достаточных функциональных резервов. Однако, при возвращении на Землю требуется мобилизация дополнительных ресурсов, из-за чего функциональный резерв механизмов регуляции снижается. Возникает опасность развития преморбидных и патологических состояний. Поскольку длительное пребывание в невесомости связано с перенастройкой регуляторных систем и переходом в зону донозологических состояний то практика медицинского контроля нуждается в методах прогнозирования преморбидных состояний и различных патологических отклонений, началом которых являются перенапряжение механизмов регуляции и снижение их функционального резерва.
В связи с этим нами был разработан вероятностный подход к оценке функциональных состояний организма основный на концепции риска. Концепция риска хорошо разработана в космической медицине применительно к радиационному воздействию [130]. В профилактической медицине получила признание концепция факторов риска развития конкретных заболеваний, в частности ишемической болезни сердца. Факторы риска в космическом полете можно определить как наличие определенных условий, повышающих вероятность развития таких состояний или заболеваний, которые угрожают жизни и здоровью членов экипажа и могут привести к невыполнению программы полета. Риск в космонавтике связан не только с человеческим фактором, но и с надежностью техники. Одним из основных человеческих факторов являются адаптационные возможности организма, которые определяют его готовность и способность противостоять тем или иным неблагоприятным воздействиям. Именно благодаря мобилизации функциональных резервов организм приспосабливается или преодолевает новые необычные условия, с которыми он встречается в космическом полете. Поэтому оценка состояния регуляторных систем, на что направлен метод анализа ВСР, позволяет определять риск космического полета для здоровья и работоспособности членов экипажа.
При вероятностном подходе количественной мерой наличия определенного функционального состояния можно считать его вероятность. Чем выше вероятность того или иного функционального состояния, тем больше его выраженность. Уже при появлении донозологического состояния риск развития патологии возрастает по сравнению с состоянием физиологической нормы. При высокой вероятности преморбидного состояния риск развития патологии еще более возрастет. Мы ввели 10 условных категорий риска развития патологии. Чем выше категория риска, тем больше риск развития патологии. Разработан алгоритм определения риска развития патологии и проведено вычисление категорий риска для всех Российских членов экипажей МКС. Важно отметить, что при определении категории риска учитывается и индивидуальный тип вегетативной регуляции.
Результаты апробации этого алгоритма на материалах исследований, проведенных на МКС, показали, что риск развития патологии в ходе полета практически у всех космонавтов не превышал 2-й категории, но в послеполетном периоде в некоторых случаях достигал 5-6-й категории. Это означает, что на основе вероятностных оценок функционального состояния по данным анализа ВСР может быть получена важная дополнительная информация, необходимая для принятия решений в системе медицинского контроля.
Разработанные нами применительно к космической медицине методы оценки функционального состояния организма были использованы для анализа результатов исследований в других областях, где изучаются реакции человека на длительное воздействие стрессорных факторов. Были проанализированы данные полученные при исследовании летчиков Гражданской авиации. Они обследовались в отделении врачебно-летной экспертизы на предмет допуска к дальнейшему выполнению летной работы. Это были 42 человека в возрасте старше 55 лет, из которых 14 были признаны не годными к летной работе. Средний риск развития патологии был у лиц годных к летной работе в пределах 3-4-й категории, а у не годных достигал 5-6-й категории. Но наиболее важным оказалось то, что вероятность развития патологических отклонений у допущенных к выполнению полетов летчиков неодинакова и в некоторых случаях достигает 5-й категории. Надо полагать, что знание индивидуальной категории риска каждого из пилотов было бы полезным как для руководителей, планирующих летные нагрузки, так и для самих пилотов.
Таким образом, апробация разработанного нами нового методологического подхода к оценке функционального состояния организма при обследовании водителей автобуса и летчиков показала положительные результаты. Это еще раз подчеркивает целесообразность и полезность внедрения новых подходов в практику медицинского контроля за состоянием здоровья космонавтов.
![Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс]](/i/i/4282/194264.png "Совершенствование диагностических и профилактических приемов оценки состояния мышечной ткани человека для возможного применения в космической медицине [Электронный ресурс] Юров Игорь Борисович")
![Особенности вариабельности сердечного ритма космонавтов при проведении специальных тренировок [Электронный ресурс]](/i/i/4283/189206.png "Особенности вариабельности сердечного ритма космонавтов при проведении специальных тренировок [Электронный ресурс] Филатов Владимир Николаевич")
