Сердце астронавтов адаптировалось к полугоду невесомости Recipe.Ru

За первые две недели пребывания в невесомости сердце астронавтов заметно меняло наполнение и объем выбрасываемой крови, однако при дальнейшем полете эти изменения частично исчезали. После примерно шести месяцев на Международной космической станции нагрузка на сердце при имитации марсианской гравитации не превышала ту, которую те же люди испытывали, просто стоя на Земле до полета. Проспективное исследование американских и австралийских ученых опубликовано в Circulation.

Авторы хотели проследить, как сердце адаптируется не только к переходу от земной гравитации к невесомости, но и к возвращению в гравитационное поле. Особый интерес представлял возможный полет на Марс: после нескольких месяцев в невесомости экипажу придется практически сразу работать при силе тяжести около 38% земной. Исследователи поэтому сравнивали работу сердца одного и того же человека при разных гравитационных нагрузках до, во время и после космического полета.

В исследование вошли всего 13 астронавтов, девять мужчин и четыре женщины, средний возраст – 49 лет. Медианная продолжительность полета на Международную космическую станцию составляла 164 дня, то есть примерно пять с половиной месяцев. Межквартильный диапазон – 126–169 дней. Участникам многократно выполняли эхокардиографию. До старта сердце исследовали лежа и при различных углах наклона тела, затем обследования проводили непосредственно на орбите, сразу после возвращения и вновь при моделировании марсианской силы тяжести. Для последнего человека помещали под углом 22^°, что создает вдоль продольной оси тела нагрузку около 0,38 g – примерно как на Марсе.

Самые заметные изменения появились в первые 14 суток полета. По сравнению с исходным обследованием лежа уменьшались конечный диастолический объем левого желудочка (то есть количество крови в нем перед сокращением), ударный объем и несколько показателей деформации миокарда. Но важная деталь заключалась в том, что большинство этих величин были примерно такими же, какие у тех же астронавтов наблюдались до полета при вертикальном положении тела на Земле. Иными словами, ранние изменения выглядели скорее как адаптация сердца к изменившейся гемодинамической нагрузке, чем как выраженное повреждение или «атрофия».

Некоторые показатели сокращения миокарда все же различались. Глобальная продольная деформация левого желудочка составляла в начале полета −16,9% против −14,5% при вертикальном положении до старта; разница была статистически значимой, p=0,006. Глобальная циркулярная деформация составляла соответственно −23,3% и −26,1%, p=0,016. Однако по мере продолжения полета конечный диастолический и ударный объемы постепенно увеличивались и приближались к исходным значениям, измеренным лежа на Земле. Авторы характеризуют ранние изменения как преимущественно транзиторные.

Особенно интересен эксперимент после возвращения. Когда после примерно полугода невесомости астронавтов подвергали нагрузке, соответствующей 38% земной гравитации, ни один из измеренных объемных или гемодинамических показателей не свидетельствовал о большей нагрузке на сердце, чем обычное вертикальное положение на Земле до полета. Это позволило авторам предположить, что после примерно шестимесячного перелета при сохранении современных физических тренировок выраженная ортостатическая непереносимость непосредственно при высадке на Марс может быть менее серьезной проблемой, чем опасались.

Но слово «может» здесь принципиально. Выборка мала, всего 13 тщательно отобранных, исключительно здоровых и физически подготовленных людей, поэтому оно практически не способно надежно выявлять редкие осложнения и небольшие изменения функции сердца. Контрольной группы не было: каждого астронавта сравнивали прежде всего с ним самим. Кроме того, участники выполняли интенсивную программу физических тренировок на Международной космической станции, поэтому результаты описывают эффект невесомости при использовании современных мер противодействия, а не естественное состояние человека, который полгода просто находится без нагрузки.

Есть и еще одно важное ограничение: настоящей марсианской гравитации в исследовании, разумеется, не было. Ее имитировали наклоном тела уже на Земле. Такой эксперимент воспроизводит часть гемодинамической нагрузки, но не многосуточную жизнь и физическую работу при 0,38 g. Работа также ничего не говорит о значительно более длительных миссиях, воздействии глубокого космоса, повышенной радиации и совокупности других факторов межпланетного перелета.

Поэтому исследование нельзя читать как доказательство того, что шестимесячное путешествие на Марс безопасно для сердечно-сосудистой системы. Оно показывает более узкую и довольно обнадеживающую вещь: у хорошо тренированных астронавтов изменения объема и механики левого желудочка в первые недели невесомости в значительной степени стабилизируются, а после возвращения реакция сердца на нагрузку, эквивалентную марсианской гравитации, не выглядит экстремальной по сравнению с обычным стоянием на Земле.

Материал подготовлен редакцией Remedium при участии журнала «Медицинский совет».