ЧТО ЗАБЫВАЮТ СДЕЛАТЬ ПРИ ОТБОРЕ В КОСМОНАВТЫ?

WHAT IS FORGOTTEN TO DO WHEN SELECTING COSMONAUTS?

Evgeny Gerasimov

doctor of Medical Sciences  Senior Scientific Researcher for Hygiene Orenburg State University

Russia, Orenburg

АННОТАЦИЯ

Предложена методика отбора летчиков в космонавты на основе биологической предрасположенности к работе в условиях невесомости, за которую принимается подготовленность путей коллатерального оттока венозной крови из полости черепа и объемная скорость мозгового кровотока в положении вниз головой.

ABSTRACT

A method is proposed for selecting pilots for astronauts on the basis of a biological predisposition to work under conditions of weightlessness, for which preparation is made for ways of collateral outflow of venous blood from the cranial cavity and volume velocity of cerebral blood flow in the position upside down.

Ключевые слова: Вены шеи, эмиссарии наружного основания черепа, влияние невесомости на мозговое кровообращение, венозная энцефалопатия, коллатеральное венозное кровообращение в области головы, измерение объемной скорости венозного кровообращения в полости черепа.

Keywords:  The veins of the neck, the emissaries of the external base of the skull, the effect of weightlessness on cerebral circulation, venous encephalopathy, collateral venous circulation in the head region, measurement of the volumetric rate of venous circulation in the cranial cavity.

Введение. Медицинские аспекты подготовки космонавтов являются гордостью российской космонавтики. Опыт продают в Европу, а  космотуристы платят не менее 20 млн. долларов, в том числе и за приобщение к нашему опыту защиты от влияния невесомости. Из медицинских показателей при отборе в космонавты критическими показателями является переносимость длительной антиортостатической позы и выносливость вестибулярных перегрузок на центрифугах. Анатомической подготовленности коллатерального кровообращения при работах «вниз головой», а именно эта поза ближе всего напоминает работу в невесомости, вообще не уделяется внимания. Вообще с претендентами обращаются как со спортсменам: дают максимальную нагрузку на анализируемую систему и отсеивают невыдержавших. Состояние здоровья после длительных экзекуций на центрифугах никого не волнует, даже если произошла инвалидизация. А ведь все претенденты - элита авиационного потенциала страны и с ними надо обращаться бережней. Поэтому мы и предлагаем менее травматичные способы отбора претендентов по их предрасположенности к работе в условиях невесомости, т.е. в условиях, когда отсутствие земного притяжения – главного стимула оттока венозной крови от головы - не приводит к венозному отеку мозга с клиникой «венозной энцефалопатии».

Материал и методика. На анатомическом материале (100 односторонних препаратов) изучены соотношение размеров площадей поперечного сечения эмиссариев наружного основания черепа и дренирующих их вен. Выявлены крайние формы выраженности размеров на однотипном анатомическом материале. Проведены эксперименты на инъецированных рентгеноконтрастным материалом венах с поиском укладок выявления выраженности (наличия и размеров) отдельных эмиссариев. Проведены эксперименты на животных с созданием хронического венозного застоя в полости черепа.

Результаты. Впервые проведен математический анализ индивидуальных различий в выраженности вен шеи [1]. Установлено, что число вен, расположенных на путях оттока крови от головы и из полости черепа варьирует от 10 до 28 венозных стволов, наиболее часто 18 вен, с общим поперечными сечением от 95,6 до 468,4 мм² _, наиболее часто 215мм²_. При этом на долю внутренних яремных вен (на уровне С₂) приходится от 17,1 до 69,1% суммарного сечения всех вен шеи. Относительные суммарные значения вен заднего окольного русла в средних показателях (32,2±11,14%) превышают размеры вен передних отделов шеи (23,8±7,82%). Выявлены две крайние формы выраженности вен-путей оттока венозной крови от головы: а) концентрированная- с концентрацией большей части венозного сечения в русле внутренних яремных вен, имеющих крупные размеры (65% общего суммарного сечения) при незначительном числе коллатералей (9 вен); и б) дисперсная – с наличием большого числа коллатеральных стволов (26 вен), взаимосвязывающих экстракраниальные венозные сплетения с подключичной веной, при относительно некрупной внутренней яремной вене (24% суммарного сечения всех вен шеи). При этом выявлены две крайние формы соотношений венозных выпускников и внутренних яремных вен. При первой из них поток крови по сигмовидному синусу имеет, кроме внутренней яремной вены, дополнительные пути оттока через выраженные сосцевидный, передний и задний мыщелковые эмиссарии, а также через вены большого затылочного отверстия; при другой крайней форме эти дополнительные пути венозного оттока не выражены. В количественном отношении эти формы представлены двумя парами сочетаний: а) максимальные размеры задних выпускников (108,0мм²) и зауженные яремные отверстия (58,0мм²); б) минимальные суммарные размеры венозных выпускников (8мм²), представленных венами большого затылочного отверстия, и огромными яремные отверстия (217,0 мм²). Большинство выпускников веносодержащих отверстий передних отделов наружного основания черепа взаимосвязаны с выпускниками овального отверстия и дренируются в парафарингеальные венозные сплетения и в занижнечелюстные вены. В костном канале овального отверстия обнаружены единичные вены (12% наблюдений); венозная щель между нервами и одной из сторон отверстия (35,9%) или раструборасширяющиеся вниз многоячеистые венозные полости (52,1% наблюдений). Венозные коллекторы парафарингеального пространства, расположенные между нервами, выходящими из овального отверстия-снаружи и мышцами мягкого неба и слуховой трубой изнутри-обнаружены в 1/3 случаев. Начальные отделы этих вен тонкие, большеобъемные и сильно извитые. Парафарингеальное расширение вен достигает в длину 16мм, в высоту – в 10-20 мм, а в ширину- 10-16 мм. Сверху и снаружи в него впадают двумя-тремя стволиками эмиссарии медиальной полуокружности овального отверстия. От задне-нижнего отдела этого расширения начинается вена, следующая в парафарингеальном пространстве и впадающая в нижние отделы занижнечелюстного венозного сплетения [2, с.13-15]. Эти описанные нами венозные пути оттока из овального отверстия можно определять прижизненно вазографически, используя специальные рентгеновские укладки [3, с.175-176]. Здесь же приведены ренгенологические укладки для получения прицельных снимков для уточнения размеров различных эмиссариев [3, рис. 125-132]. Можно предположить, что положение вниз головой или невесомость легче перенесут лица с развитыми коллатералями. Этого и добиваются руководители подготовки космонавтов длительным антиортостатическим положением претендентов в космонавты. Но количество эмиссариев и отводящих вен разом не увеличить и поэтому длительность пребывания в антиортостатической позе постоянно увеличивают. Эффект один: люди привыкают или не привыкают работать в условиях постоянного венозного отека мозга. Мотивация железная: «героев зря не дают!» Как будто героев дают только за пребывание в космосе, а не за выполнение стратегически важных задач. Наши неоднократные публикации о методах борьбы с отеком мозга техническими средствами не доходят до руководителей подготовки космонавтов и поэтому мы ищем новые способы. Хорошо бы найти людей с оттоком крови, независящим от силы земного притяжения, а значит и от невесомости. Как у дельфинов.

Почему дельфины являются эталоном? У них отток венозной крови от мозга защищен от перепадов внешнего давления: нет наружных яремных вен, а основа оттока - паравертебральные венозные сплетения. Мы провели эксперименты на собаках. Повторное иссечение наружных яремных вен и развивающихся поверхностных коллатералей привело к развитию мощного пути паравертебрального венозного оттока, свойственному дельфинам, которое можно видеть на прижизненных рентгеновазограммах [3, рис. серии №134]. Причем в клинике венозного отека мозга, последовавшего после иссечения наружных яремных вен-основных путей оттока крови от головы у собак, преобладала апатия, чередующаяся с немотивированной агрессией, что соответствует ощущениям человека в невесомости. Об этом предупреждает и Элон Маск [5]. Значит, предупредили отек мозга, нет и немотивированной агрессии и не надо создавать искусственно психологически совместимый коллектив, а ориентироваться только на профессиональные качества претендентов. Таким образом, в космонавты надо выбирать людей при прочих равных профессиональных качествах с выраженными венозными коллатералями оттока крови из полости черепа, если установлено, что естественные различия многократно рознятся и лица с обилием эмиссариев наружного основания черепа легче перенесут невесомость

 У космонавта кроме укладок с рентгеновазографией [3, с. 177-178, рис.125-131] для оценки наличия основных коллатералей можно рекомендовать пробу с вдыханием «благородных газов» (аргон, ксенон, криптон). Один вдох - в обычных условиях лежа на спине, а второй – вдох в положении вниз головой. Полученные результаты с разницей в объемной скорости мозгового венозного кровотока дадут представление о коллатералях венозного оттока из полости черепа и вероятности развития венозной энцефалопатии у данного индивидуума. Всего два вдоха «благородных газов» и вы получаете расчеты не только мозгового кровообращения, но и объемную скорость малого круга кровообращения, характеризующую состояние легочной системы. К сожалению, данный способ не нашел применения в наших клиниках из-за отсутствия ксенона. Практикуемый ныне способ определения линейной скорости кровотока дает оценку лишь на определенном участке сосудистой системы мозга и не дает ответа на опасность венозной энцефалопатии.

Таким образом, прием определения объемной скорости венозного мозгового кровотока мы и рекомендуем для отбора в космонавты. Об эффективности измерения объемной скорости кровотока путем вдыхания порции «благородных газов» сообщал еще французский профессор Лазорт (клиника в г. Лион) в 1975 году на международном конгрессе нейрохирургов. Где брать слабо радиоактивные и коротко живущие «благородные газы»? Они очень текучи и надо готовить определенное количество пациентов для проведения процедуры с применением одного баллона газов. Можно, конечно, добывать газ из воздуха. Этот процесс многократного вымораживания воздуха серией компрессоров для получения «благородных газов» запатентован в Европе. Но в России аргон, ксенон и криптон являются попутными газами получения гелия на Оренбургском ГПЗ. Они вымораживаются несколько ранее гелия и их сбрасывают на факел. Для промышленного применения требуется отпроектировать рампу сброса этой порции газов (проект стоит 5-6 млн. рублей и сотни бумаг на согласования из-за стратегического характера производства). Гелиевый завод проект не принимает к производству из-за отсутствия Заказчика, хотя Оренбург и ввозит аргон для обеспечения сварочных работ.

Хочется напомнить о нашем предложении по борьбе с венозной энцефалопатией переменным баровоздействием на вены шеи-пути оттока крови из полости черепа (4, патент РФ №2391086). Обеспечьте каждого космонавта шейным стимулятором венозного оттока и будет излишней унизительная проба с длительным антиортостатическим положением. Этот стимулятор воссоздает «земной путь» оттока крови из полости черепа. Применение этого устройства избавит наших космонавтов от пребывания в многомесячной антиортостатической позе и экзекуций на усиленных центрифугах, потому что руководители подготовки полетов путают венозную энцефалопатию с недостаточностью вестибулярного аппарата, и так хорошо развитого у летчиков экстра класса, которые и являются кандидатами в космонавты.

Выводы.

1.Программу медицинской подготовки космонавтов необходимо усилить приемами выявления степени развития коллатерального кровообращения путей оттока крови от мозга у претендентов.

2. Оптимальным решением считаю внедрение измерения объемной  скорости венозного кровообращения в полости черепа при нормальной и антиортостатической позах, используя расчеты разведения ксенона после вдыхания одной порции радиоактивного газа.

 Список литературы:

1. Герасимов Е.М. Математический анализ индивидуальных различий в выраженности вен шеи. //Анатомия и патология мозгового кровообращения. Труды Оренбургского мед. ин-та, в. 27, Оренбург, 1973, с.58-62.
2. Герасимов Е.М. Вены головы и пути оттока крови из полости черепа (Анатомия и индивидуальная изменчивость). Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора мед. наук. Минздрав РСФСР. Московский ордена трудового красного знамени мед. ин-т им. Н.А.Семашко. М.: 1975, 35с.
3. Герасимов Е.М. Вены головы, шеи и наружного основания черепа как пути оттока крови от головы и из полости черепа (анатомические исследования). Монография. - Оренбург: ИПК «Газпромпечать» ООО «Оренбурггазпромсервис», 2002, с.104-110, с.166-177, с.195-204, рисунки-фото с препаратов 133, 395с.
4. Герасимов Е.М., Третьяк Л.Н. Стимулятор венозного потока. Патент РФ № 2391086. Опубликовано: 10.06.2010 Б.И. № 16 -12 стр.
5. Элон Маск. «Земляне, которые отправятся на Марс первыми, должны быть готовыми умереть. Колонисты поубивают друг друга». Режим доступа: [http://www.ufa kp.ru//daily//26587//36033-5].

Примечание. Автор готов помочь заинтересованным организациям во внедрении метода измерения объемной скорости мозгового кровотока.