Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы
1.1. Сон и его роль в обеспечении жизнедеятельности организма 10
1.1.1. Структура сна 12
1.1.2. Физиологическое значение сна 16
1.1.3. Методы изучения сна 20
1.1.4. Вегетативная регуляция сердечно-сосудистой системы во время сна..22
1.2. Исследования сна в условиях космического полета 24
1.2.1. Влияние факторов космического полета на сон 25
1.2.2. Сон в условиях, моделирующих факторы космического полета 27
1.2.3. Исследования сердечно-сосудистой системы во время сна в условиях космического полета 31
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования
2.1. Общая характеристика обследованных групп 34
2.2. Аппаратура и методы исследований 36
2.3. Методы обработки и анализа данных
2.3.1. Проблема распознавания сигналов 40
2.3.2. Методика анализа вариабельности сердечного ритма 42
2.4. Методы статистической обработки результатов исследования 44
ГЛАВА III. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Сравнительная оценка результатов бесконтактной регистрации
физиологических сигналов во время сна с данными полисомногорафии...45
3.2. Результаты экспериментальных исследований по программе «Марс 500» 51
3.3. Результаты исследований в длительных космических полетах на
Международной космической станции с помощью прибора «Сонокард»...68
3.3.1. Результаты исследований члена экипажа К-1 69
3.3.2. Результаты исследований членов экипажа К-2, К-3 72
3.3.3. Результаты исследований члена экипажа К-4 76
3.3.4. Результаты исследований члена экипажа К-5 80
3.3.5. Результаты исследований члена экипажа К-6 85
3.3.6. Результаты исследований члена экипажа К-7 89
3.3.7. Результаты исследований члена экипажа К-8 94
3.3.8. Динамика средних значений комплекса физиологических показателей вовремя снана разных этапахполета 101
3.3.9. Качество сна и процессы восстановления функциональных резервов 103
Заключение 107
Выводы 112
Практические рекомендации 114
Список литературы
- Структура сна
- Влияние факторов космического полета на сон
- Методика анализа вариабельности сердечного ритма
- Результаты исследований члена экипажа К-4
Введение к работе
Актуальность темы. Космическая медицина с самых первых шагов уделяла серьёзное внимание изучению цикла "сон – бодрствование" в новых для человека условиях длительного пребывания на борту космических объектов. Это обусловлено исключительной биологической ролью сна как восстановительной фазы в циклах жизнедеятельности организма. Процессы восстановления в условиях длительного космического полёта могут усиливаться или ослабляться в связи с периодическими колебаниями функционального состояния (ФС) организма. В свою очередь, индикатором адаптации всего организма к условиям космического полета (КП) может выступать сердечно-сосудистая система (ССС) и ее регуляторные механизмы, как одна из главных «мишеней» действия факторов КП [В.В. Парин и др., 1967; М.Moser et al., 1992; А.И. Григорьев, Р.М. Баевский,2007], что дает основание оценивать ФС организма по состоянию механизмов регуляции ССС.
Изучению сна в условиях КП посвящено большое количество исследований, [Б.С. Алякринский, 1972; В.И. Мясников.,1974,1988; И.П.Пономарева и соавт., 1976,1992,2001, И. Стоилова и соавт., 1989], однако задача изучения эффективности восстановительных процессов во время сна в условиях КП является принципиально новой. В нашей работе речь идет о получении объективной оценки эффективности восстановления ФР организма. Последнее, тесно связано с состоянием вегетативной регуляции ССС. Показано, что процессы восстановления во время сна сопровождаются смещением вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатического звена регуляции. Эти процессы могут контролироваться на основе использования методов анализа вариабельности сердечного ритма [Г. Воронецкас, 1976,1989; И.М. Воронин, Е.В. Бирюкова 2005].
Первые попытки оценить ФС человека во время сна в космосе на основе изучения вегетативной регуляции методом анализа вариабельности сердечного ритма были сделаны в начале 90-х годов. [Р.М. Баевский, И.И., Фунтова, М.Мозер и др., 1992]. Разработанная методика была основана на регистрации баллистокардиограммы, отражающей изменения сил, обеспечивающих выброс крови из сердца в крупные сосуды с помощью датчика, закрепленного на спальном мешке. Эта методика реализована в 1992-1995 гг. в Российско-Австрийской космической программе (эксперимент "Ночь") [M. Moser, E.Gallasch, R.M. Baevsky et al., 1992; Р.М. Баевский, В.В. Поляков, М. Мозер и др., 1998]. В ходе шести длительных экспедиций установлено, что используемый метод позволяет оценить восстановительные процессы во время сна, а также выявить изменения в состоянии высших вегетативных центров, связанные с процессом адаптации организма к условиям КП [R.M Baevsky., M. Moser, G.A. Nikulina et al., 1998].
На основе метода сейсмокардиографии был подготовлен научный эксперимент «Сонокард» на Международной космической станции (МКС) с целью разработки предложений по дальнейшему развитию и совершенствованию системы медицинского контроля с применением метода бесконтактного съёма физиологической информации в период сна [R.M. Baevsky, V.V. Bogomolov, I.I. Funtova, 2002; R.M. Baevsky, V.V. Bogomolov, A.G. Chernikova et al., 2007].
Таким образом, задача создания и внедрения в практику космической медицины простого и доступного метода изучения физиологических функций во время сна является актуальной и в этом плане особую значимость приобретает развитие и апробация новой методики с использованием на МКС нового прибора «Сонокард».
Цель работы - оценить функциональное состояние организма во время сна на основе использования бесконтактного метода регистрации физиологических сигналов и анализа ВСР в модельных экспериментах с длительной изоляцией и условиях КП.
Задачи исследования:
-
Разработка методики оценки ФС организма во время сна на основе использования бесконтактного метода регистрации физиологических сигналов.
-
Выбор информативных показателей для оценки ФС организма при анализе данных, получаемых при бесконтактной регистрации физиологических сигналов с использованием методов сейсмокардиографии и баллистокардиографии.
-
Сравнение отобранных информативных показателей с данными полисомнографического исследования и разработка критериев, характеризующих эффективность процессов восстановления ФР во время сна.
-
Исследование ФС организма и оценка процессов восстановления ФР во время сна в длительном модельном эксперименте со 105-суточной изоляцией.
-
Исследование ФС и оценка процессов восстановления ФР во время сна при длительном действии факторов КП у членов экипажей Международной космической станции.
-
Разработка рекомендаций по использованию новой методики оценки ФС организма и процессов восстановления ФР во время сна в длительных космических полетах (КП).
Научная новизна. В работе впервые, на основе использования методов бесконтактной регистрации физиологических сигналов в условиях длительного КП, получены данные о состоянии различных звеньев системы вегетативной регуляции в ночной период суток на разных этапах полета. Для оценки степени восстановления ФР организма во время сна проведено сравнение показателей, получаемых при бесконтактной регистрации физиологических сигналов, с данными полисомнографии. При этом выделены наиболее информативные показатели, к числу которых относятся разностные значения pNN50 и SI (первый - последний часы сна), характеризующие активность парасимпатического и симпатического звеньев регуляции соответственно. В 105-суточном модельном эксперименте впервые были получены данные об изменениях вегетативной регуляции в ночной период суток в условиях длительной изоляции в отсутствии воздействия факторов рабочей нагрузки. Получена информация о процессах восстановления ФР системы регуляции в ночной период суток при действии длительной изоляции. Впервые проведены систематические исследования ФС организма во время сна у членов экипажей Международной космической станции. Показано, что в полете происходит постепенный рост активности центральных механизмов регуляции кровообращения. Характерное снижение выраженности дыхательных волн (HF,%) в общем спектре к концу полета отмечается у большинства космонавтов.
Практическая значимость. Разработана и апробирована в ходе длительных полетов на Международной космической станции методика применения прибора «Сонокард» для бесконтактной регистрации физиологических сигналов во время сна. Разработаны методы оценки ФС регуляторных систем и степени восстановления ФР организма во время сна в модельных экспериментах с длительной изоляцией («Марс-500») и в условиях длительного КП. Впервые предложен среднеполетный коэффицент качества сна. Разработанная методика может быть рекомендована к использованию в клинической и восстановительной медицине и в различных областях прикладной физиологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Анализ вариабельности сердечного ритма является информативным методом для оценки ФС организма и процессов восстановления ФР при бесконтактной регистрации физиологических сигналов во время сна.
-
Средние ночные значения показателей, получаемые при отсутствии дневных рабочих нагрузок, адекватно отражают реакцию организма на комплексное воздействие остальных стрессорных факторов: а) в условиях длительной изоляции происходит усиление тонуса парасимпатического звена регуляции с одновременной активацией подкоркового сосудистого центра, б) в ходе длительных космических полетов наблюдается постепенный сдвиг вегетативного гомеостаза в сторону преобладания симпатического звена регуляции с включением в процесс адаптации на 5-6-м месяцах полета надсегментарных уровней системы регуляции.
-
Использование методов анализа ВСР для изучения качества сна и процессов восстановления ФР по разностным значениям показателей первого и последнего часов сна позволяет оценить не только процессы восстановления за текущую ночь, но и среднеполетное качество сна.
Апробация работы. Основные результаты положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 7-й и 8-й научной конференции молодых ученых (ИМБП 2008,2009), на 60-th, 61-th International Astronautical Congress (Daejeon, Republic of Korea, 2009; Prague, Czech Republic, 2010), на 11-м Всероссийском научно-образовательном форуме «Кардиология-2009», на 17th IAA Humans in Space Symposium (Moscow), на 5-th International Congress of Medicine in Space and Extreme Environments (Berlin, 2010).
Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого Совета ГНЦ РФ - ИМБП РАН 14 сентября 2010 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 2 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Работа изложена на 125 листах машинописного текста, содержит 54 рисунка и 15 таблиц. Указатель литературы включает 126 отечественных и 57 зарубежных источников.
Структура сна
Интерес к проблеме сна существует столько, сколько существует Homo sapiens. Периоды состояния бодрствования обязательно чередуются с периодами сна, что наблюдается практически на всех уровнях эволюционной лестницы: от низших позвоночных, птиц до млекопитающих и человека (Tobler,1984). Оптимальная продолжительность сна у здоровых людей различна и меняется с возрастом. Потребность в более продолжительном сне больше у детей, в последующем она снижается и наименьшей становится в старости. У взрослого человека средних лет потребность в сне варьирует в пределах от 5 до 10 часов в сутки, чаще 6-8 часов. Физиологический смысл сна до сих пор не уточнен, хотя все знают, что от его качества и продолжительности во многом зависит самочувствие человека в периоды бодрствования, его настроение, физическая и психическая активность, его трудоспособность. В то же время качество и длительность сна во многом определяются событиями, происходящими в течение дня.
Существует мнение, что сон является не только важным элементом функциональных систем, обеспечивающих адаптацию человека к стресс-факторам, но и существенным показателем функциональных возможностей организма в приспособлении к условиям жизнедеятельности. Данная теория согласуется с накопленными данными о том, что сон является специфическим состоянием нервной системы с характерными особенностями и циклами мозговой деятельности [26, 31, 37, 67, 70, 97,151].
Еще в начале XX века наиболее широкое признание получило учение о сне, разработанное И. П. Павловым и его последователями. Согласно учению Павлова «...сон есть торможение, распространившееся на большие районы полушарий, на все полушария и даже ниже — на средний мозг». Всякий раз, когда нервным клеткам коры создается угроза истощения или перевозбуждения, и них развивается так называемое охранительное торможение. В процессе развития сна возникшее в коре устойчивое торможение под влиянием внешнего раздражителя начинает «иррадиировать», т. е. распространяться на другие корковые клетки, и, в конце концов, вся мозговая кора затормаживается. Факт иррадиации торможения и распространения его на всю кору полушарий был доказан многочисленными исследователями [3, 26, 30, 37, 68].
П. К. Анохин сформулировал новую корково-подкорковую гипотезу возникновения сна (1945, 1958). Гипотеза объясняет соотношения между активным и пассивным сном. Согласно этой гипотезе процесс коркового торможения при достаточной его силе высвобождает гипоталамические «центры сна» от сдерживающих влияний коры мозга, которые наблюдаются при бодрствовании. В результате гипоталамические центры повышают свою активность. Возбуждение из гипоталамуса начинает распространяться на другие отделы ствола мозга и блокирует на уровне таламуса все восходящие активирующие кору мозга возбуждения [3].
Современные представления о природе сна сформировались во второй половине 20 в. после появления методов регистрации биоэлектрической активности головного мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ), мышц (электромиограмма, ЭМГ) и глаз (электроокулограмма, ЭОГ). ЭЭГ сравнительно быстро стала методом изучения сна, его глубины, исследования параллелизма между состоянием мозговых нейронных процессов и поведением. Характерными показателями ЭЭГ у бодрствующего человека, находящегося в расслабленном состоянии с закрытыми глазами, является веретенообразный альфа-ритм, особенно в задних отделах головного мозга, с частотой от 8 до 12 Гц в сочетании с низкоамплитудной и быстрой бета-активностью со смешанной частотой колебаний (от 13 до 22 Гц). При ЭМГ выявляют высокоамплитудные мышечные потенциалы.
В 1937 г. Loomis, Harvey, Hobart, а в 1938 г. Davis, Loomis, Harvey, Hobart описали 5 электроэнцефалографических стадий, отражающих переход от состояния бодрствования ко сну и наступление сна. Крупнейшим достижением в этой области было открытие в 1950-е гг. Н. Клейтманом, У. Дементом (США) и М. Жуве (Франция) так называемого парадоксального сна. Согласно современным представлениям во время сна проявляются два различных состояния — медленный сон (non-rapid, NREM, без быстрых движений глаз) и быстрый сон (REM, с быстрыми движениями глаз), отличающиеся друг от друга не только по указанному признаку, но и по характеру ЭЭГ, а также по ассоциированной со сном динамике различных физиологических и психофизиологических функций. Комплекс, включающий в себя медленный и быстрый сон, называется циклом сна. На протяжении ночного сна отмечается несколько таких циклов [37].
Цикличность - наиболее яркая характеристика сна и показатель «нормальности», тпроявляется в чередовании фаз медленного (ФМС) и быстрого сна (ФБС). На основе данного подхода современное определение сна звучит следующим образом: это «особое генетически детерминированное состояние организма человека (и теплокровных животных, т.е. млекопитающих и птиц), характеризующееся закономерной последовательной сменой определенных полиграфических картин в виде циклов, фаз и стадий» [67,68]. Однако анализ современной литературы по рассматриваемой проблеме показывает, что, несмотря на проведенные глубокие сомнологические исследования [32,37,92,], напряженность дискуссий в области физиологии и медицины сна не ослабевает [74,75].
Влияние факторов космического полета на сон
Для проведения исследований использовались три аппаратно-программных комплекса: «Сонокард», «Кардиосон-03» и «Экосан-2007».
Комплекс «Сонокард» является бортовым прибором, используемым для проведения научного эксперимента «Сонокард» на борту МКС. «Сонокард» является оригинальной отечественной разработкой, на которую оформлен патент №1845876 (авторы: P.M. Баевский, И.И. Фунтова, А.Г. Черникова, Д.А. Прилуцкий, B.C. Седлецкий, О.М. Стругов). Прибор выполнен в виде компактного устройства (210x140x18 мм), внутри которого расположены: датчик-акселерометр, усилительно-преобразовательное устройство, блок памяти, контроллеры для связи с внешним компьютером и источник питания.
Перед сном космонавт устанавливает прибор в кармане майки и размещается в спальном мешке (см. рис.3). После пробуждения он должен присоединить прибор к бортовому компьютеру и считать из памяти прибора, записанную в течение ночи информацию.
Эти данные затем оперативно передаются на Землю по каналам Интернета, а перед возвращением на Землю перезаписываются на карту памяти типа PCMCIA для последующего более детального анализа полученных материалов в лабораторных условиях.
Во время исследования датчик прибора регистрирует микроколебания грудной стенки, являющиеся проявлением механической работы сердца. Одновременно воспринимаются и все другие колебания, обусловленные двигательной активностью человека или внешними воздействиями. Поскольку эти посторонние колебания могут иметь амплитуду во много раз превышающую сигналы, связанные с сердечными сокращениями, то получаемые итоговые записи, требуют специальной обработки для выделения полезной информации. Комплекс «Кардиосон-03» представляет собой наземный аналог прибора «Сонокард». Он создан в ГНЦ РФ - ИМБП РАН по проекту МНТЦ и оформлен патентом №3287009 (авторы: P.M. Баевский, И.И. Фунтова, Д.А. Прилуцкий, A.M. Сударев). Прибор разрабатывался с целью внедрения космических технологий в практику здравоохранения, выполнен в виде устройства, пригодного для исследования в том числе больных в клинике. Он представляет собой плоскую платформу из двух пластин, соединенных упругими элементами из пластика. Внутрь устройства помещен пьезоэлектрический датчик, регистрирующий микроперемещения одной из пластин по отношению к другой, обусловленные работой сердца, дыханием и двигательной активностью (баллистокардиограмма) [24]. Плоская платформа размером 370x370x5 мм размещается под матрацем или под подушкой так, чтобы микроперемещения тела лежащего на кровати (диване, кушетке или на полу) исследуемого передавались верхней пластине платформы (рис.4.).
Специальное усилительно-преобразующее устройство, связанное с компьютером, обеспечивает усиление, передачу и запоминание сигналов. Применение прибора «Кардиосон-03» позволяет получить более качественные записи физиологических сигналов вследствие уменьшения внешних и внутренних помех, чем при использовании устройства «Сонокард». Следует отметить также большее удобство использование прибора «Кардиосон-03» в наземных условиях, поскольку регистратор во время исследования не имеет непосредственного контакта с телом человека, не нуждается в использовании дополнительных методов фиксации.
Комплекс «Экосан-2007» является многоцелевым прибором. В одном устройстве совмещаются три блока, предназначенные соответственно для электрокардиологического исследования, для записи показателей, характеризующих систему кровообращения и дыхания и для психофизиологического тестирования. С помощью специальных компьютерных программ обеспечивается проведение серии функциональных тестов для оценки функциональных резервов отдельных систем и целостного организма. Прибор прошел клинико физиологические испытания при обследовании водителей автобусов, летчиков и установлен в макете межпланетного корабля для использования в 520-суточном эксперименте. Этот же комплекс был использован в экспериментах с 14- и 105- суточной изоляцией.
На рисунке 5 представлен внешний вид устройства. Он имеет три входных разъема: а) Разъем кабеля ЭКГ- электродов кардиографа; б) Разъем кабеля электродов и датчиков кардиополиграфа; в) USB- разъем пульта психофизиологической диагностики.
Методика анализа вариабельности сердечного ритма
Динамика среднегрупповых значений ЧСС, ЧД и ДА показывает, что в первые 3-4 ночи намечается тенденция к снижению частоты пульса., но затем он возвращается к исходному уровню. ЧД устойчиво снижается практически на протяжении всего эксперимента. Судя по ДА качество сна было хорошим в течение всего эксперимента.
Второй 14-суточный эксперимент («Марс-14-2») показал несколько иные результаты. Как следует из таблицы 6, тенденция к урежению ритма сердца, начиная с 3-4-й -ночи, устойчиво сохранялось-до конца эксперимента.--Снижения частоты дыхания не наблюдалось, наоборот, значения данного показателя росли к концу эксперимента.
Представляет интерес отчетливое увеличение двигательной активности во время сна в условиях длительной изоляции, которое. указывает на ухудшение ночного сна, появление проблем с засыпанием и пробуждения в течение ночи.
Из представленных графиков видно, что реакция испытателей на условия эксперимента была различной. В первом эксперименте функциональное состояние испытателей было благоприятным: в условиях изоляции у первой группы не наблюдалось учащения дыхания и увеличения двигательной активности во время сна. Частота пульса сохранялась в пределах исходных значений, хотя в первые несколько ночей отмечалась тенденция к снижению ЧСС. Во время второго эксперимента с 14-ти суточной изоляцией наблюдалась более выраженная реакция на условия пребывания в гермообъекте. Снижение частоты пульса на фоне учащения дыхания и роста двигательной активности во время сна указывают на дискоординацию регуляторных механизмов.
Различие в реакциях испытателей двух 14-суточных экспериментов, по-видимому, обусловлено особенностями работы системы жизнеобеспечения, испытания которой являлись их основной задачей. Результаты исследований, проведенных с использованием комплексов «Сонокард» и «Кардиосон-03» показали возможность оперативной оценки функционального состояния испытателей по материалам ночных записей. Были выявлены различия в реакциях как отдельных испытателей, так и всей группы. Одной из важных задач являлось сравнение эффективности и удобства использования двух типов приборов.
Видно, что записи устройства «Сонокард» отличаются более высокой «зашумленностью», это создает трудности при анализе результатов. Применение прибора «Кардиосон-03» не только более комфортно для
55 испытателей, но и позволяет получить более четкие, свободные от помех записи. Использование прибора «Сонокард» в наземных условиях оказалось менее удобным, чем в космосе. Ношение прибора в кармане майки (футболки) во время сна доставляло определенные неудобства участникам эксперимента, а также требовало использования дополнительных средств, таких как, индивидуальные сменные футболки с нашитым нагрудным карманом.
При сравнении результатов анализа данных, полученных обоими приборами установлено, что средненочные значения ЧСС, ЧД и ДА практически не отличаются (таблица 7).
По результатам проведенных исследований было принято решение использовать в длительных экспериментах с 105-суточной и 530-суточной изоляцией по программе «Марс-500» прибор «Кардиосон-03».
Результаты 105-суточного эксперимента. Ночные записи баллистокардиограммы с помощью прибора «Кардиосон-03» проводились до и после пребывания в термокамере, а также каждые 17-20 дней во время 105-суточного эксперимента. На рисунке 14 представлены результаты оперативной оценки средненочных значений ЧСС, ЧД и ДА во время 105-суточной изоляции.
В течение 1-го месяца изоляции во время сна отмечается смещение вегетативного гомеостаза в сторону усиления парасимпатического влияния 57 по сравнению с исходными данными. Имеет место тенденция к снижению ЧСС и уменьшению стресс индекса, а также наблюдается тенденция к росту SDNN (стандартного отклонения массива кардиоинтервалов) и pNN50 (показателя степени преобладания парасимпатического звена регуляции). Увеличение суммарной мощности спектра, возможно, связано с активацией автономной регуляции, поскольку снижение величины VLF указывает на ослабление центральных влияний на ритм сердца.
Со 2-го месяца изоляции выявляется увеличение уровня активности вазомоторного центра (LF) и снижение активности парасимпатического звена регуляции (HF), что указывает на активацию симпатического центра сосудистой регуляции. Однако, к концу эксперимента прослеживается тенденция к росту вагусной активности. После окончания эксперимента наблюдается смещение вегетативного баланса в сторону симпатического звена регуляции, что, по-видимому, обусловлено психо-эмоциональным напряжением, связанным с окончанием длительного эксперимента.
Таким образом, установлены общие тенденции перенастройки механизмов вегетативной регуляции в условиях длительной 105-суточной изоляции. В целом в новых условиях вегетативный гомеостаз смещен в сторону несколько более высокой активности парасимпатического звена регуляции с одновременной активацией вазомоторного центра.
Одной из важнейших задач нашей работы является изучение роли ночного сна в процессах восстановления функциональных резервов организма. Как известно, восстановительные процессы, связанные с ночным сном, проявляются уменьшением частоты пульса в предутренние часы, по сравнению с «вечерними» и соответственно ростом активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (Варонецкас Г., 2002). Процессы восстановления могут быть оценены при раздельном анализе «вечерних» и «утренних» значений показателей ВСР. В таблице 9 представлены средние значения показателей за первый и последний часы ночного сна. Данные, полученные в фоновых обследованиях, показывают,
58 что имеются закономерные изменения, характеризующие процессы восстановления. По сравнению с первым часом сна к утру снижаются значения ЧСС, SI, HF,%, увеличиваются - pNN50, SDNN, ТР, LF,%. Под влиянием факторов длительной изоляции эти закономерности существенно нарушаются.
Результаты исследований члена экипажа К-4
Снижение ЧСС к утру является закономерным и отражает восстановительные процессы во время сна. В данном случае как на протяжении всего времени проведения эксперимента отмечается снижение ЧСС в течение ночи. Однако наименьшие разностные значения ЧСС отмечаются во второй половине полета и после посадки. Особенное внимание следует обратить на послеполетные обследования. Снижение ЧСС в течение ночи недостаточно.
Однако, ночная динамика параметров вариабельности сердечного ритма подтверждает, что восстановительная способность сна снижается к концу полета (рис.48). Предполетные исследования показывают, что возрастающее напряжение приводит к нарушению восстановления функциональных резервов во время сна. На третьи сутки после посадки наблюдается не только усиление симпатической активности, но и отсутствие ночного восстановления. К утру значения pNN50 уменьшаются, a SI — увеличиваются (рис.49). 98
Обсуждение результатов. При обработке и анализе данных, получаемых в условиях полета с помощью прибора «Сонокард», измеряются в качестве основных показателей частота сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхания (ЧД) и двигательная активность (ДА). Специальное внимание обращено на анализ вариабельности сердечного ритма как на метод оценки состояния вегетативного баланса и процессов восстановления функциональных резервов организма. Поскольку систематические исследования функционального состояния организма во время сна в условиях длительных КП проводятся впервые, важно всесторонне обсудить полученные результаты и оценить их научную и практическую значимость. Среди различных аспектов обсуждения полученных данных следует выделить три направления их оценки.
Во-первых, это характерная динамика изменений основных показателей, усредненных за всю ночь, которые отражают реакцию организма на комплексное воздействие факторов длительного космического полета. Во-вторых, следует обратить внимание на особенности изменений вегетативного баланса, который в ночной период в меньшей степени, чем дневные данные, зависит от стресорных факторов рабочей нагрузки. Поэтому динамика изменений вегетативного баланса и состояния отдельных звеньев системы вегетативной регуляции позволит уточнить уже известные результаты многих научных экспериментов, проводившихся на МКС в дневное время.
В-третьих, и это самое главное, динамика изменений вегетативных показателей в течение- ночи, позволяет оценить течение процессов восстановления функциональных резервов организма. Это должно дать ответ на вопрос об эффективности ночного сна как средства восстановления работоспособности космонавта на разных этапах космического полета.
Все эти аспекты не исключают и других подходов к анализу и оценке результатов бортового научного эксперимента «Сонокард», однако, на данном этапе внедрения нового метода в практику космических исследований основное внимание было направлено на изучение вегетативной регуляции функций в ночной период суток и на использование полученных данных для решения важного для практики вопроса о восстановлении функциональных резервов организма во время сна в условиях длительной невесомости. Это и являлось одной из главных задач диссертационной работы.
На рисунке 50 представлены средненочные данные о частоте пульса и дыхания у всех 8 членов экипажей, обследованных на МКС. Для сравнительной оценки данные представлены по месяцам полета. При обсуждении этих данных впервые можно говорить об изменениях, полученных в условиях когда отсутствуют факторы рабочей нагрузки и
Естественно, что на эти данные существенно влияют индивидуальные особенности вегетативной регуляции и психологического статуса космонавтов. Вместе с тем имеются и некоторые общие закономерности динамики. Частота пульса в полете увеличивается к третьему месяцу, однако отмечено дальнейшее снижение показателя до исходного уровня. Достоверным является снижение частоты дыхания во время длительного 6-месячного пребывания в условиях невесомости. Большого внимания заслуживает противофазная динамика показателей HF и LF в ходе длительного космического полета. Она отражает постепенное смещение вегетативного баланса в сторону увеличения активности симпатического звена регуляции, в частности растет активность подкоркового центра регуляции сосудистого тонуса. На 5-6-м месяцах полета в процесс адаптации включаются надсегментарные уровни регуляторного механизма, ответственные за энерго-метаболические процессы.
Однако индивидуальные данные указывают на разнонаправленные изменения в динамике показателя. Чаще всего наблюдаются относительно устойчивые значения ЧСС в течение всего полета. В двух случаях отмечалась тенденция к постепенному снижению и в двух случаях к постепенному росту ЧСС. Эти тенденции коррелируют с противоположными тенденциями к росту или снижению показателя pNN50. Что касается показателя VLF,%, то средний уровень выше 40% характерен для случаев с выраженной динамикой ЧСС и pNN50, независимо от их тенденций, по-видимому, это указывает на необходимость активации обменно-энергетических процессов для обеспечения перенастройки регуляторных механизмов.
На рисунке 51 отображена динамика HF у трех членов экипажей МКС в ходе длительного полета. Здесь наглядно проявляется индивидуальный тип адаптации к условиям невесомости. Характерное снижение величины HP к концу полета отмечается у большинства космонавтов, но степень этого снижения различна.
![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")
