Детренированность при длительном действии невесомости. Глубоководные погружения
а) Детренированность сердечно-сосудистой, мышечной и костной систем при длительном действии невесомости. При очень длительных космических полетах и продолжительном воздействии микрогравитации, несмотря на строгое соблюдение режима физических тренировок, постепенно развиваются эффекты детренированности сердечно-сосудистой системы, скелетных мышц и костей. Исследования космонавтов во время космических полетов длительностью несколько месяцев показали, что они могут терять до 1,0% костной массы каждый месяц, даже если продолжают тренироваться. В условиях длительного воздействия микрогравитации происходит также значительная атрофия сердечной и скелетных мышц.
Одним из самых серьезных последствий является сердечно-сосудистая детренированность, которая включает сниженную работоспособность, уменьшенный объем крови, ослабленные барорецептивные рефлексы и сниженную ор-тостатическую устойчивость. Эти изменения значительно ограничивают способность космонавтов стоять вертикально или выполнять нормальную ежедневную работу после возвращения их на Землю. Космонавты, возвращающиеся из космических полетов, продолжавшихся 4-6 мес, склонны также к переломам костей. Может потребоваться несколько недель, прежде чем их сердечно-сосудистая, костная и мышечная системы вернутся к предполетному состоянию.
Поскольку космические полеты становятся все более длительными в связи с подготовкой к возможному исследованию человеком других планет, например Марса, влияние длительной микрогравитации может представлять очень серьезную угрозу для космонавтов после их приземления, особенно в случае экстренной посадки. Следовательно, необходимы интенсивные научные исследования по разработке новых методов противодействия, кроме физических тренировок, которые могут предотвращать эти изменения или более эффективно бороться с ними.
В настоящее время специалисты испытывают один из таких методов, в основе которого лежит использование периодической «искусственной гравитации», создаваемой с помощью коротких периодов (например, 1 ч ежедневно) центробежного ускорения космонавтов, сидящих в специально разработанных короткопле-чих центрифугах, создающих силы до 2-3 G.
Глубоководные погружения
Когда люди спускаются в глубь моря, давление вокруг них чрезвычайно возрастает. Для предупреждения спадения легких воздух должен подаваться в них под очень высоким давлением для поддержания их в растянутом состоянии. В этом случае кровь в легких также подвергается чрезвычайно высокому давлению альвеолярного газа. Такое состояние называют гипербаризмом. Подъем давления выше определенных пределов может вызывать огромные изменения в организме, вплоть до смертельных.
Влияние морской глубины на давление (таблица вверху) и объем газа (внизу)
а) Связь между давлением и глубиной моря. Столб морской воды высотой 10 м оказывает давление, равное атмосферному давлению на уровне моря. Следовательно, на человека, погруженного на эту глубину, действует давление в 2 атмосферы: одна атмосфера связана с весом воздуха выше воды, а вторая — с весом самой воды. На глубине 20 м давление составляет 3 атмосферы и т.д. (в соответствии с таблицей на рисунке выше).
Влияние глубины моря на объем согласно газовому закону Бойля-Мариотта. Другим важным влиянием глубины является сжатие газов, уменьшающее их объем до все меньших значений. На глубине около 10 м, где давление равно 2 атмосферам, объем воздуха уменьшился до 0,5 л, а при 8 атмосферах (71 м) — до 0,125 л. Таким образом, объем, до которого сжимается данное количество газа, обратно пропорционален давлению. Этот физический принцип, называемый законом Бойля-Мариотта, чрезвычайно важен в физиологии глубоководных погружений, поскольку повышенное давление может вызвать спадение заполненных воздухом полостей тела водолаза, особенно легких, что приведет к серьезным повреждениям.
В статьях на сайте часто придется соотносить истинный объем с объемом на уровне моря. Например, истинный объем 1 л на глубине 90 м соответствует количеству воздуха, объем которого на уровне моря равен 10 л.
