Долгое время космическая медицина была ориентирована почти исключительно на мужчин, ведь первые отряды космонавтов исторически состояли из них. Однако с увеличением количества женщин в космосе и амбициозными планами по долгосрочному присутствию человечества на орбите и за её пределами ситуация стала меняться.
Современная космическая медицина развивается поступательно, часто возвращаясь к предыдущим наработкам, но уже на новом методологическом уровне.
Наши знания углубляются, развивается аппаратура, что позволяет изучать процессы на молекулярном уровне. Ключевыми направлениями исследований становятся геномика, протеомика, метаболомика, изучающие взаимодействие генов, молекулярные процессы, ферментативные реакции. Эти методы всё активнее интегрируются в практику космической медицины.
Казалось бы, за более чем 50 лет пилотируемой космонавтики изучено уже всё, однако неисследованные области остаются.
Первые полёты давали информацию о том, выживет ли человек, в каком состоянии он прилетит обратно, что необходимо для поддержания жизнедеятельности, какие системы – корабли, скафандры – нужно совершенствовать.
Первые десятилетия продолжалось накопление знаний о выживаемости человека и адаптации к коротким миссиям. Затем эти знания позволили перейти к исследованию долгосрочных эффектов невесомости.
Тем не менее нельзя сказать, что мы знаем всё, особенно когда речь заходит о длительных полётах к Луне и Марсу. Там другая гравитация, другое магнитное поле, дополнительную угрозу представляет лунная пыль. Так что исследования будут вестись, пока человечество стремится к звёздам.
Российский Институт медико-биологических проблем (ИМБП) РАН одним из первых в мире начал исследовать влияние факторов космического полёта на женский организм, включая репродуктивную функцию, проводя уникальные эксперименты с участием женщин-добровольцев.
Методологический вызов: подогнать науку под цикл
Один из методов моделирования невесомости на Земле – «сухая» иммерсия. Испытуемый помещается в заполненную водой ванну, которая покрыта тонкой водонепроницаемой тканью. Это позволяет телу находиться в «подвешенном» положении, а равномерное давление создаёт условия, схожие с безопорным состоянием.
Организация экспериментов с женщинами оказалась значительно сложнее, чем с мужчинами. Главной проблемой стала необходимость привязки исследований к женскому циклу. Если мужчину можно погрузить в иммерсионную ванну в любой день, то с женщинами такой подход не работает. Многочисленные исследования подтверждают, что в зависимости от фазы цикла наблюдаются изменения не только в репродуктивной сфере. Меняются и многие физиологические параметры организма: эластичность связок и мышц, их сила и выносливость и даже способность поддерживать позу.
Для чистоты данных учёные ИМБП решили начинать эксперимент на 7–9-й день цикла. Но подобрать группу женщин с синхронизированными периодами практически нереально: у одних он составляет 28–30 дней, у других достигает 35, и редко у кого организм работает, как часы. А так как цель эксперимента – исследование естественной репродуктивной системы, то медикаментозная регуляция исключена.
Эта сложность напрямую влияет на стоимость и длительность исследований. Мужчины включаются в эксперимент последовательно, по два человека, а женщин приходится помещать в иммерсионные ванны по мере наступления у них нужной фазы цикла. Если одна участница находится в «погружении» уже пятые сутки, а следующая отстаёт на два дня, это требует гибкости с точки зрения организации работ и удлиняет общее время проведения эксперимента. Но по-другому поступить невозможно, потому что иначе испытателей бы подбирали годами.
В 2020 году успешно проведён первый эксперимент по «сухой» иммерсии с участием шести женщин-добровольцев продолжительностью трое суток, а затем, в 2022 и 2023 годах, – трёхсуточные и пятисуточные. Несмотря на сложности, эксперименты завершились удачно, что стало предметом профессиональной гордости российских учёных.
Зарубежные коллеги, проводившие во Франции аналогичный эксперимент с участием около 20 испытательниц, обеспечить синхронный по дням цикла старт не смогли. Впоследствии это создало проблемы при анализе полученных данных, особенно гормональных и биохимических показателей.
Психологический аспект и тонкости комфорта
Исследования влияния невесомости на здоровье репродуктивной системы выявили ряд специфических механизмов, которые запускаются и развиваются в условиях иммерсии. Основные риски для будущих межпланетных миссий – это, в первую очередь, гормональные сдвиги и клеточные и молекулярные изменения, а также иммунные эффекты и нейровегетативные нарушения.
Эксперименты, в том числе, показали, что женщины-испытатели требуют более внимательной и длительной поддержки. Речь идёт не только о сложностях с использованием туалетов в условиях иммерсии, но и об эмоциональной стабильности. По словам участниц эксперимента, для поддержания психологического комфорта им требовалось ежедневное продолжительное взаимодействие с сотрудниками института, в то время как мужчины воспринимали нахождение в иммерсионной ванне абсолютно спокойно.
Результаты исследований помогают учёным разрабатывать протоколы защиты репродуктивного здоровья космонавтов и способы коррекции нарушений, как фармакологические, так и физиологические.
Этика, риски и эксперименты на животных
Так как в ходе экспериментов изучается воздействие различных факторов, нужно понимать, как они влияют на исходно здорового человека. Это усложняет набор испытателей, потому что сейчас у многих людей уже к 25 годам есть целый ряд противопоказаний и хронических заболеваний.
Беременность, конечно, не патология, но это изменённое функциональное состояние организма. Важно учитывать возможные последствия любого воздействия, потому что речь идёт о риске для здоровья не только женщины, но и ребёнка. Поэтому, помимо этической стороны вопроса, необходимо, чтобы исследование действительно имело большую практическую ценность.
Пока же основными «испытателями» на этом фронте науки остаются животные. Учёные проводили эксперименты с беременными самками крыс, в том числе, на биоспутниках. К сожалению, не все они закончились положительным исходом. Любой стресс – как космический полёт, так и метод подвешивания грызунов за хвост для моделирования невесомости – может негативно сказаться на вынашивании.
Да и ценность крысы в контексте человеческой беременности ограниченна, поскольку эти животные обычно вынашивают несколько детёнышей, в то время как для человека многоплодная беременность является исключением.
Более подходящие модели для медицинских и физиологических исследований – приматы, организм которых во многом похож на человеческий. Так, проводились иммерсионные эксперименты на самцах макак-резус, в ходе исследований изучались вестибулярные функции, координация и управление движениями. При этом работы с беременными самками макак не проводились.
Что касается человеческой особи, при исследованиях важно взвешивать риски воздействия.
В первые несколько суток в невесомости – как в условиях космического полёта, так и в иммерсии – у человека наблюдается значительное увеличение диуреза: вместо обычных двух с половиной литров жидкости в сутки организм выделяет до четырёх литров и более. Процесс связан с перераспределением жидкостей и выводом избыточной влаги и не зависит от пола.
Для беременных женщин эта физиологическая реакция представляет опасность: резкое снижение объёма жидкости в организме влияет на объём околоплодных вод и создаёт угрозу для плода. Поэтому до начала подобных экспериментов необходимо проведение масштабных доклинических исследований. Да и найти мотивированных испытательниц, готовых рисковать здоровьем будущего малыша, будет чрезвычайно трудно.
Длинная дорога к материнству в космосе
Проводимые исследования – важный шаг на пути к пониманию возможностей женского организма за пределами Земли.
Результаты демонстрируют, что женщины реагируют на фактор невесомости в целом так же, как и мужчины – по крайней мере, в сенсомоторной сфере. Но специфика есть, и она требует углублённого изучения – как в плане физиологических различий, так и психологического подхода. Поэтому учёные продолжают кропотливую работу, без которой миссия рождения ребёнка в космосе останется недостижимой мечтой.
