Во время длительных космических полётов, таких как предполагаемый полёт на Марс, интенсивные физические нагрузки помогут поддерживать структуру и функции сердца в объёме, достаточном для адаптации к условиям низкой гравитации на Марсе. Об этом свидетельствуют результаты исследования, недавно опубликованные в издаваемом Американской ассоциацией кардиологов журнале Circulation и проанализированные в статье на известном научно-популярном ресурсе Phys.org.
У специалистов были все основания для опасений. Предыдущие исследования показали, что «сердце атрофируется как при постельном режиме, так и в космосе, – оно становится меньше и жёстче», по словам доктора медицины Бенджамина Левина, профессора терапии отделения кардиологии, заслуженного профессора в области наук о физической активности Юго-западного медицинского центра Техасского университета – одного из крупнейших научно-исследовательских медицинских центров мира со штатом почти 14 000 сотрудников.
Однако «результаты показывают, что уже имеющиеся у нас меры противодействия в виде физических упражнений достаточны для поддержания сердца в хорошем рабочем состоянии при гравитационных нагрузках на Марсе», как заявил д-р Левин, который известен и как спортивный кардиолог, консультант Национальной хоккейной лиги, Федерации лёгкой атлетики США и других спортивных ассоциаций.
Доктор Левин также имеет опыт работы в области космической медицины: выступал в качестве исследователя в миссиях Spacelab и на российской станции «Мир», в качестве главного исследователя – на МКС. Длительная работа с космонавтами позволила ему расширить свою клиническую специализацию, включив в неё лечение пациентов с болезнями, связанными с гравитацией, такими как синкопа (выключение сознания) и ортостатическая непереносимость (неспособность встать на ноги и выдержать воздействие земной гравитации).
Мониторинг работы сердца во время космических полётов
Доктор Бенджамин Левин был одним из руководителей Комплексного сердечно-сосудистого исследования НАСА, в рамках которого изучалось влияние длительных космических полётов на структуру, функции и электрическую активность сердца.
Основная цель исследования – определить, как в ходе такого полёта перестраивается работа сердца. В рамках проекта проводилась оценка структуры и функции сердца космонавтов до и после их миссий на МКС, однако о периоде между ними было известно мало.
В частности, приземление на планете с пониженной гравитацией (гравитация на Марсе составляет 0,38 % от земной) не было предметом предыдущего исследования. Кроме того, исследования перестройки сердца опирались на МРТ – метод, который невозможно использовать во время космического полёта.
В ходе текущего исследования команда использовала эхокардиографию с допплеровским ультразвуком, что позволило оценить анатомию сердца и эффективность его работы по перекачиванию крови. Каждый из 13 испытуемых, в числе которых были 9 мужчин и 4 женщины, находился на орбите на Международной космической станции около шести месяцев. Это примерно соответствует длительности полёта на Марс в одну сторону.
Перед началом миссий каждый космонавт прошёл допплер-эхокардиографию в различных условиях имитированной гравитации: в положении лёжа (невесомость), при наклоне 22 % (гравитация, аналогичная марсианской) и в положении сидя (земная гравитация). Вскоре после прибытия на МКС космонавты приступили к выполнению стандартных ежедневных программ физических упражнений, включающих упражнения на выносливость и силовые упражнения и длящихся от 45 минут до одного часа.
В первые две недели космического полёта у космонавтов наблюдались некоторые изменения в структуре и функции сердца, его размер несколько уменьшался. Однако со временем эти нарушения постепенно устранялись, состояние их сердца приближалось к исходным показателям, зафиксированным до полёта. Об этом свидетельствуют измерения, произведённые на 14-й, 30-й, 75-й и 135-й день полёта, а также за 15 дней до приземления.
В течение суток после возвращения на Землю каждому космонавту провели заключительное эхокардиографическое исследование с допплеровским анализом в условиях, имитирующих невесомость и гравитацию Марса. По словам Левина, состояние структуры и функции сердца испытуемых космонавтов, даже после полугода пребывания в космосе, свидетельствовало о том, что они в состоянии выдержать марсианские условия на Марсе. Этот вывод он объяснил режимом физических нагрузок каждого космонавта.
Результаты, полученные д-ром Левиным с коллегами, касаются не только критически важного для будущих космических миссий вопроса. Как это нередко случается с космическими исследованиями, они могут привести к разработке более эффективных методов улучшения здоровья сердца на Земле.
Как уже доказали учёные, аналогичные программы тренировок, сочетающие упражнения на выносливость и силовые упражнения, могут облегчить симптомы у людей со СПОТ (синдромом постуральной ортостатической тахикардии) и другими заболеваниями, вызывающими непереносимость земной гравитации. Результаты исследования могут способствовать лучшему пониманию этих состояний и поиску новых способов их лечения.
